基于ADN8830的激光器温度控制系统电路改进设计

发布时间：2021-02-24 00:55

　　针对被广泛应用的ADN8830的温度控制技术方案的缺陷开展了研究.首先通过实验发现激光器的输出光功率与激光器的工作温度之间存在一定的正弦波动关系,并对这一现象产生的机理进行了分析.然后利用分析结果对电路进行了改进和实验验证,实验结果表明:改进电路设计后明显改善了输出光功率与激光器的工作温度之间的正弦波动关系,使温控精度从0.5℃提高到±0.02℃,激光器输出光功率稳定在±0.02 mW内. 

【文章来源】：中北大学学报(自然科学版). 2020,41(03)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

25 ℃目标温度下PLT5-520B型激光器功率-时间图

如图 3 所示, 改进电路部分主要是采用主控制器STM32F103C8T6对激光器的输入电流进行补偿的电路. 在前人所述电路中, 恒流源通过检测激光器的偏置电流, 进而调节注入电流的大小, 温度控制部分通过检测热敏电阻的反馈电压大小并利用PID调节控制TEC的工作电流大小, 进而控制激光器的工作温度. 改进电路中, 在恒流源和激光器之间增加补偿电路, 主控制器STM32F103C8T6通过检测热敏电阻的反馈电压大小和偏置电流大小判断激光器光源处的温度变化, 进一步确定阈值电流的变化, 进而在恒流源输出电流的基础上对激光器的注入电流进行一定增补, 以消除阈值电流变化带来的激光器输出功率波动. 另外, 注入电流的增补必然导致激光器发热量的变化, 因此, 主控制器在增补注入电流同时对温控系统进行一定干预.2.2 恒电流驱动部分电路系统设计

恒电流驱动部分电路主要通过控制芯片ADN2830进行控制和调节小功率半导体激光器的输出光功率. 如图 4 所示, 通过设置芯片引脚PSET与GND之间的电阻值来控制输出功率的整体大小; 通过IBIAS引脚与半导体激光器相连监控激光器的偏置电流, 通过与设定值比较进而调控激光器功率, 可以实现半导体激光器平均光功率的闭环控制, 通过改变输入半导体激光器的电流来控制和调节半导体激光器的输出光功率.由于小功率半导体激光器的工作电流受半导体激光器工作环境影响较大, 激光器的工作电流随工作环境温度的变化而波动, 基于此配置, 通过检测半导体激光器PD部分的偏置电流, 可以实时调整半导体激光器的输入工作电流, 进而达到激光器输出功率恒定的目的.

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本文编号：3048518