浅谈半导体制冷温度控制系统的设计研究

在经济快速发展进程中,半导体制冷技术被应用的越来越频繁、越来越广泛,只因制冷优势明显,基于单片机与TEC1-12706发展起来的半导体制冷技术控制系统将成为本文研究的主要对象,本文会着重剖析半导体制冷优点与缺点。此外,在制冷行业中,半导体制冷技术也被称之为热电制冷或温差电制冷,研发出来的半导体制冷控制系统以高端精度的分段式PID控制算法为基础,PWM为其主要输出方式,在多次实践测验中,发现系统设计具有结构简单、操作方便的特点,可以更好辅助半导体制冷器更好运转,以达成既定工作目标,有重要研究价值。

980nm高稳定度激光泵浦源控制系统

设计、制作了一款980nm高稳定度激光泵浦源控制系统,以满足掺铒光纤放大器(EDFA)稳定工作的需要。首先,以恒流激励原理设计了控制系统的驱动单元。接着,使用半导体制冷器(TEC)作为泵浦源的温度控制手段,设计了控制系统的温度控制单元。为了验证控制系统的有效性,选用一款激光泵浦模块组成了完整的激光泵浦源系统。最后,对激光泵浦源的激光输出进行了实验,研究了光功率与驱动电流的关系,以及系统的光功率稳定度与光谱稳定性等。对系统进行了相关测试实验,结果显示:应用了本控制系统的激光泵浦源的激光输出中心波长为975.2nm,光功率可达600mW,短期光功率稳定度为±0.008dB,长期光功率稳定度为±0.05dB,比同类激光泵浦源具有更高的稳定度。得到的结果表明:所设计的激光泵浦源控制系统满足设计要求,具有一定的实用价值。

基于DSP平台的激光二极管控制系统

介绍了以DSP芯片TMS320F2812为核心设计的控制平台、利用半导体制冷器和光功率传感器调节激光二极管工作温度和发射功率的控制系统；设计了具有良好性能的模拟通道，提出了针对特定调节对象的PID算法，结合优化设计的执行单元实现了很好的控制效果，有效地提高了激光二极管系统的稳定性和可靠性；设计的控制系统在环境温度-10℃～50℃时能够达到土0．03℃的控制精度。

Temperature dependence of excitonic transition in ZnSe/ZnCdSe quantum wells

A theoretical calculation for the temperature dependence of the excitonic transition in ZnSe/ZnOdSe quantum wells is performed. The exciton binding energy is calculated with a variational technique by considering the temperature-dependence parameters. Our results show that the exciton binding energy reduces linearly with temperature increasing. We find that the strain due to lattice mismatch and differential thermal expansion decreases with the temperature increasing.

光纤耦合激光器驱动与控制技术研究

针对一种将多个半导体激光器(LD)芯片串联驱动,通过光纤耦合进行功率合成,构成光纤耦合高功率输出激光模块的特殊驱动要求,研发了小型化高效率激光电流源组件和小型化高效率半导体制冷(TEC)LD模块温度控制组件。组件工作温度范围为-45℃～55℃,实验证明达到了设计性能指标要求。建立了LD模块驱动电流源电路的数学模型,提出了LD模块电流源控制电路的数字化实现方法,并利用ADuC831单片机实现了数字化设计。给出了一种基于TEC的LD模块温度控制组件的结构,建立了简化、实用的温度控制系统数学模型,对TEC的性能系数ξ、控制端的热量Qc和TEC的工作电流I进行了寻优控制,减小了激光器输出波长随温度的漂移。