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基于ADN8834的高精度DBR激光器温度自动控制系统

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液晶与显示 2023年第5期38卷 609-616页

作者：王青姚泽坤张寅胡涛王晨旭吴中毅郭清乾常严杨晓冬中国科学技术大学生物医学工程学院安徽合肥230026 中国科学院苏州生物工程技术研究所江苏苏州215163 长春理工大学电子信息工程学院吉林长春130022 季华实验室广东佛山528200 徐州医科大学医学影像学院江苏徐州221004

对于高灵敏原子磁力计极弱磁测量,激光温度的精确稳定控制是一项必不可少的工作。激光温度不稳定会导致激光波长波动和漂移,从而降低原子磁力计的灵敏度。为了降低激光器温度波动对原子磁力计的影响,本文设计并实现了一个基于ADN8834温... 详细信息

对于高灵敏原子磁力计极弱磁测量,激光温度的精确稳定控制是一项必不可少的工作。激光温度不稳定会导致激光波长波动和漂移,从而降低原子磁力计的灵敏度。为了降低激光器温度波动对原子磁力计的影响,本文设计并实现了一个基于ADN8834温度控制芯片的高精度DBR激光器自动温度控制系统。首先,基于ADN8834和高精度模/数转换芯片LTC2377设计了温度反馈电路,成功采集到了与温度对应的模拟电压信号并将其转换为数字信号送入FPGA。然后,在FPGA中实现了增量式数字PID算法,自动计算温度控制信号。最后,设计了数/模转换电路将该温度控制信号转换为模拟信号传递给ADN8834,ADN8834输出加热或冷却信号来控制半导体热电制冷器,从而实现闭环温度自动控制。实验结果表明,当目标温度分别设定在20,25,30℃时,该温度自动控制系统的温度稳定性均在±0.005℃,测试DBR激光器输出波长稳定性范围为±2 pm。该激光器自动温度控制系统温度稳定性高,且操作方便,设计灵活,基本满足原子磁力计系统对激光温度控制器的要求。

关键词： ADN8834 数字PID算法温度控制半导体热电制冷器

基于ADN8831实现红外单光子探测器的精密温度控制

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量子电子学报 2007年第6期24卷 704-708页

作者：李水峰熊予莹廖常俊华南师范大学物理与电信工程学院广东广州510006 华南师范大学信息光电子科技学院广东广州510006

分析了在红外通信波段对量子密钥分配的关键器件单光子探测器进行精密温度控制的必要性.为了达到最好的探测效率和最小的暗计数,存在一个最佳工作温度;而且探测器噪声对温度相当敏感.介绍了基于ADN8831控制器控制半导体热电制冷器来实... 详细信息

分析了在红外通信波段对量子密钥分配的关键器件单光子探测器进行精密温度控制的必要性.为了达到最好的探测效率和最小的暗计数,存在一个最佳工作温度;而且探测器噪声对温度相当敏感.介绍了基于ADN8831控制器控制半导体热电制冷器来实现红外单光子探测器的精密温度控制的方法.给出了ADN8831芯片的特点和应用电路.实验表明该电路控制精度可达±0.01℃。利用此精密温控电路来改变InGaAs/InP雪崩光电二极管的工作温度,得到几组不同温度下光电流、暗电流-电压特性曲线.

关键词：量子光学精密温控 ADN8831 半导体热电制冷器雪崩光电二极管暗计数

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一种测试半导体制冷器的瞬态方法

Journal of Semiconductors 2006年第5期27卷 944-947页

作者：宫昌萌陈震吴洲常国强钱瑞明陈云飞东南大学机械工程系东南大学MEMS教育部重点实验室南京210096

ZT值、最大制冷温差和响应时间是表征半导体制冷器性能的重要参数.文中介绍了一种能同时测量这三个参数的瞬态方法,并讨论了热沉对测试结果的影响.利用一个由恒流脉冲发生器和数据采集卡组成的简单测试系统测得制冷器在小电流下的电阻... 详细信息

ZT值、最大制冷温差和响应时间是表征半导体制冷器性能的重要参数.文中介绍了一种能同时测量这三个参数的瞬态方法,并讨论了热沉对测试结果的影响.利用一个由恒流脉冲发生器和数据采集卡组成的简单测试系统测得制冷器在小电流下的电阻电压和塞贝克电压,通过这两个电压推导出ZT值、最大制冷温差.这种瞬态方法是非接触式测量,准确度高,可用于薄膜热电器件测试;另外瞬态方法耗时短,可大大缩短半导体制冷器可靠性测试的周期.采用这种方法对4mm×4mm×2·4mm的热电制冷器进行实验,环境温度300K时,测得ZT值为0·39,最大温差58·5K,响应时间20s.

关键词：半导体热电制冷器瞬态测试方法电阻电压塞贝克电压

同轴封装带制冷10Gb/s电吸收调制激光器的研究

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同轴封装带制冷10Gb/s电吸收调制激光器的研究

作者：程尧武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

随着人们对于移动互联网等相关应用需求的不断增长,通信网承载的传输流量越来越大,促使着光通信网络朝着更高速、更长距方向发展,对光器件也提出了更高的要求。一般采用直接调制技术的激光器对温度十分敏感,时常会引起波长的啁啾效应,... 详细信息

随着人们对于移动互联网等相关应用需求的不断增长,通信网承载的传输流量越来越大,促使着光通信网络朝着更高速、更长距方向发展,对光器件也提出了更高的要求。一般采用直接调制技术的激光器对温度十分敏感,时常会引起波长的啁啾效应,从而使得在髙速、长距离传输中受到很大的限制。所以使用外调制技术的激光器在长距离、高速率的传输中应用较广,电吸收调制激光器(EML,Elector-absorption modulated integrated Laser)是一种外调制激光器,它将电吸收调制器(EAM)与分布式反馈激光器(DFB,Distributed Feedback Laser)集合起来,减小了在长距传输中波长引起的啁啾效应。而使用外调制技术的激光器结构设计较为复杂,所以设计一款小尺寸、低成本、连接方便的封装就显得十分重要,本课题正是在此背景下开始研究工作,成功研制出合格样品。本课题设计并制作出了具有温度控制系统的10Gbit/s EML发射器,选用同轴封装(TO-CAN)完成了EML芯片的封装,使其具有体积小、成本低等优势;TO内部贴装一个了半导体热电制冷器,实现了温度的控制;选取氮化铝(ALN)热沉作为EML芯片的载体,对芯片工作时产生的热量进行有效的传导,同时实现光路的稳定传输,使得该激光器工作时波长输出稳定。此外课题对同轴封装带制冷10Gb/s电吸收调制激光器开展了封装工艺研究,介绍了TO内部贴装结构,以及封装的各个工艺:贴片、键合、封帽等,完成了样机的自动化生产。最后用搭建的测试系统完成了PIV指标、光谱的测试,最后在模块上完成眼图测试,结果表明设计的激光器组件的外型结构、测试指标均满足要求,且具备商用的条件。

关键词：电吸收调制激光器同轴封装半导体热电制冷器封装工艺

基于FPGA的半导体激光器温度控制系统设计

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光学与光电技术 2010年第3期8卷 10-12页

作者：王洪艳高致慧洪泽华黄必昌虞爱华谢宝辉深圳大学电子科学与技术学院广东深圳518060 昂纳信息技术有限公司广东深圳518060

介绍了半导体激光器的温度控制原理,设计了基于FPGA的半导体激光器温度控制系统。系统采用数字温度传感器DS18B20作为温度测量器件,TEC作为控温执行元件,并采用模糊控制算法、PWM机制来控制TEC的驱动电流从而实现温控。基于QuartusⅡ开... 详细信息

介绍了半导体激光器的温度控制原理,设计了基于FPGA的半导体激光器温度控制系统。系统采用数字温度传感器DS18B20作为温度测量器件,TEC作为控温执行元件,并采用模糊控制算法、PWM机制来控制TEC的驱动电流从而实现温控。基于QuartusⅡ开发平台采用Verilog HDL设计了软件部分,最后进行了功能仿真。整个系统对硬件要求不高,实现简单。从仿真结果可以看出,控制系统能够满足半导体激光器温度控制的精度和稳定度的要求。

关键词：半导体激光器温度控制模糊控制半导体热电制冷器

全光纤电流互感器中的TEC温控模块电路设计

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自动化仪表 2019年第12期40卷 41-45页

作者：郭震宋一丁闫志辉许继电气技术中心

在全光纤电子式互感器采集系统中,针对半导体激光器(LD)对温度稳定性的特殊要求,设计了基于ADI公司热电制冷控制芯片ADN8834的自适应温度控制电路。详细介绍了半导体激光器温度控制模块的系统及工作原理,并用仿真软件对电路的稳定性进... 详细信息

在全光纤电子式互感器采集系统中,针对半导体激光器(LD)对温度稳定性的特殊要求,设计了基于ADI公司热电制冷控制芯片ADN8834的自适应温度控制电路。详细介绍了半导体激光器温度控制模块的系统及工作原理,并用仿真软件对电路的稳定性进行了仿真分析。该控制电路采用闭环负反馈结构,利用温度测量输出与给定量之间出现的偏差,通过PID补偿网络形成负反馈,使LD最终稳定在设定温度。通过工程实践,给出了优化PID外围阻容参数的方法,以实现最优的温度控制响应时间和最大振荡幅度的最佳值。经试验验证,该温控电路能够使LD温度在1 s内稳定在设定温度。在-25^+55℃温度范围内,温度控制精度为0.01℃,稳定度可达0.04℃。该温控电路为模块化设计,易于集成,工作范围宽且成本低廉,完全能够满足现场应用需要。

关键词：半导体激光器半导体热电制冷器温度控制 PID ADN8834