谐振光学陀螺小型化半导体光源温控模块设计

半导体激光器以其窄线宽、驱动电路简单以及易于集成化等优势被广泛应用于谐振式光学陀螺系统中。针对谐振光学陀螺小型化需求,设计了半导体激光器热电制冷器(TEC)温控模块。首先在分析激光器管芯TEC模块传递函数特性的基础上,引入PID反馈模块,设计并确定合适的反馈参数。结果表明补偿后闭环系统相位裕量为76°,增益裕量为44.8 dB,具有较好的直流响应和动态性能,并测得稳定工作时温度波动量小于0.01℃。最后对激光器输出光学性能进行测试,中心频率漂移在10 MHz量级,激光器线宽为3.1 kHz,结合谐振式光学陀螺的典型参数计算得到谐振腔精细度为33,极限灵敏度为0.14°/h。满足高性能谐振式光学陀螺中小型化光源的使用需求。