[发明专利]DFB激光器温控电路

说明书

技术领域

本发明属于激光检测领域，特别涉及一种DFB激光器温控电路。

背景技术

近年来，随着半导体材料及工艺的进步，分布反馈(Distributed Feedback,DFB)半导体激光器性能得到大幅度提升，其线宽愈来愈窄，从而增强了对待测气体的选择性.借助于可调谐激光二极管光谱吸收法(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)，通过改变激光器中心工作波长，可有效扫过待测气体吸收峰，基于DFB激光器的TDLAS方法成为测量水汽、甲烷、氨气、一氧化碳等气体的常见方法。测量过程中DFB激光器的中心波长应保持不变，如果DFB激光器中心波长随温度发生了漂移，则会影响应变测量精度，因此为了保证测量系统的稳定性和可靠性，确保DFB激光器的工作温度从而稳定中心波长至关重要。现有技术中，研究了多种温度控制系统或仪器保证DFB激光器的工作温度，其中数字式温控系统虽然硬件结构简单，但一般需采用复杂的数学算法来达到较高准确度。当系统工作负荷较大时，尤其是工作于对实时性要求严格的场合时，复杂算法的运算时间严重的制约了系统性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DFB激光器温控电路，简化电路和节省运算时间，并且能实时对DFB激光器的工作温度实现精准控制。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种DFB激光器温控电路，包括与恒流源电路连接的电阻转换电压电路，电阻转换电压电路采集设定温度电阻HR1、与DFB控制器连接的热敏电阻NTC的电压值，分别记为设定温度电压Vset、测量温度电压Vntc输入至温度测量求差电路；温度测量求差电路，求出设定温度电压Vset与测量温度电压Vntc之间的差值电压Vdec输入至PI参数调节电路；PI参数调节电路，对差值电压Vdec进行比例放大、积分运算，消除系统误差，随后输出调节电压Vctr；MOSFET驱动控制电路，接收调节电压Vctr进行转换输出控制电流I至半导体制冷/制热模块TEC；半导体制冷/制热模块TEC对DFB激光器实施制冷或制热。

上述技术方案中，利用热敏电阻NTC反映DFB控制器的实际温度变化，调节设定温度电阻HR1的阻值与预期设定温度相对应，恒流源电路提供恒电流分别接入热敏电阻NTC、设定温度电阻HR1，通过电阻转换电压电路采集到设定温度电压Vset、测量温度电压Vntc，求出差值电压Vdec反映预期设定温度与实际温度的差距，之后通过PI参数调节电路消除系统误差得到调节电压Vctr，最终经过MOSFET驱动控制电路转换得到控制电流I，从而调节半导体制冷/制热模块TEC对DFB激光器实施制冷或制热，使得DFB激光器的工作温度达到预期设定温度，将PI调节通过电路实现，节省了大量的运算时间，提高了系统的运行效率，并且为纯硬件的模拟电路组成，控制精度高。

说明书附图

图1为本发明电路原理框图；

图2为恒流源电路与电阻转换电压电路连接图；

图3为温度测量求差电路；

图4为PI参数调节电路；

图5为MOSFET驱动控制电路。

具体实施方式

结合附图1～5对本发明做出进一步的说明：

一种DFB激光器温控电路，包括与恒流源电路连接的电阻转换电压电路，电阻转换电压电路采集设定温度电阻HR1、与DFB控制器连接的热敏电阻NTC的电压值，分别记为设定温度电压Vset、测量温度电压Vntc输入至温度测量求差电路；温度测量求差电路，求出设定温度电压Vset与测量温度电压Vntc之间的差值电压Vdec输入至PI参数调节电路；PI参数调节电路，对差值电压Vdec进行比例放大、积分运算，消除系统误差，随后输出调节电压Vctr；MOSFET驱动控制电路，接收调节电压Vctr进行转换输出控制电流I至半导体制冷/制热模块TEC；半导体制冷/制热模块TEC对DFB激光器实施制冷或制热。