宽温工作的激光照明用近红外OPO固体激光器

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作者 辛潮 赵翀 +5 位作者 王雨佳 崔莹 伍家凯 褚召华 熊波 魏晓羽 《激光技术》 北大核心 2025年第3期444-450,共7页

为了在宽工作温度范围内,实现激光照明用800 nm波段激光器的工程化,采用端面抽运固体激光器进行了相关实验。由激光二极管阵列端面抽运的Nd∶YAG激光器产生1064 nm激光,经过倍频产生532 nm激光,再经过光学参量变换产生800 nm波段的激光... 为了在宽工作温度范围内,实现激光照明用800 nm波段激光器的工程化,采用端面抽运固体激光器进行了相关实验。由激光二极管阵列端面抽运的Nd∶YAG激光器产生1064 nm激光,经过倍频产生532 nm激光,再经过光学参量变换产生800 nm波段的激光;并对抽运源采用主动温控和多波长匹配技术,对磷酸钛氧钾(KTP)晶体进行主动加热。结果表明,得到了能量不小于20 mJ、脉宽为12 ns、发散角为3.5 mrad的800 nm波段激光;在-40℃~55℃范围内,可按照25 Hz频率连续稳定工作不小于3 min;与直接使用808 nm半导体激光器作为照明光源相比,激光峰值功率更高,光束质量更好,脉冲宽度更窄,有利于提升激光照明的作用距离和测距精度。该激光器用于激光主动照明成像系统具有高环境温度适应性,满足工程化尤其是对宽工作温度范围的要求。 展开更多

关键词 激光器 宽温工作 主动温控 波长匹配 二极管端面抽运 光学参量振荡

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应用于半导体激光器的高精度温控系统设计 被引量：3

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作者 叶茂 杜恩斯 +1 位作者 王秋玮 赵毅强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期67-77,共11页

面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采... 面向半导体激光器温控系统的高精度、高速与高集成化的需求,设计了一款高精度、快速响应、高集成化、低成本的数模混合架构温控系统。该系统以FPGA为控制核心,硬件部分包括由三线制惠斯通电桥、仪表放大器、模数转换器组成的温度信号采集与调理模块,全桥降压电路驱动模块,热电制冷器模块等。针对热敏电阻和电桥的非线性误差,提出了一种可变控温零点的温度信号调理方法,该方法基于迭代与多目标最优化算法,提高了控温精度,同时降低了仪表放大器与模数转换器的指标要求,从而降低了系统成本。针对温度滞后大、延迟高的特点,控温策略采用了抗饱和积分的PID(AWPID)自动控制方法,从而降低超调,加快收敛速度。测试结果表明,该温控系统在-45~75℃的温度范围内,实现了±0.02℃的控温精度,相较于固定控温零点的温控系统最大0.1951℃的控温精度提高了89.7%。与传统PID控制算法相比,AWPID控制算法将超调从9.13%降低到1.5%,将稳定时间从41 s降低到30 s。稳定性测试表明,该温控系统能够在长时间内保持±0.02℃的控温精度,满足稳定性要求。该系统具有高精度、快速响应、高集成化、低成本的特点,为半导体激光器的复杂应用场景提供了高精度的温度保障。 展开更多

关键词 半导体激光器 高精度温度控制 可变控温零点 最优化算法 抗饱和积分PID

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半导体激光器的高精度温控仪 被引量：22

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作者 周瑜 丁永奎 +3 位作者 倪文俊 谭莉 戴林 李世忱 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期431-434,共4页

温度对半导体激光器的特性有很大的影响.在要求半导体激光器输出波长稳定的情况下,必须对其温度进行高精度的控制。本文利用高信噪比的运算放大器和普通的负温度系数温度传感器及半导体致冷器做控温元件,研制了一种用于半导体激光器温... 温度对半导体激光器的特性有很大的影响.在要求半导体激光器输出波长稳定的情况下,必须对其温度进行高精度的控制。本文利用高信噪比的运算放大器和普通的负温度系数温度传感器及半导体致冷器做控温元件,研制了一种用于半导体激光器温度控制的高精度温控仪,控制精度可达±0.05℃. 展开更多

关键词 半导体激光器 温度传感器 电热致冷器 温度控制

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基于新型模糊PID控制单元的LD精密温控研究 被引量：27

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作者 张克非 蒋涛 +2 位作者 邵龙 苏良闯 叶涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期648-655,共8页

为改善温度波动对光通信用半导体激光器性能的影响,设计了基于三维语言变量的高精度跟踪误差温度控制系统。为减小系统成本,利用运算放大器AD620和OP07等器件设计了温度采集系统,并采用最小二乘法拟合温度数据,从而建立温度—电阻关系模... 为改善温度波动对光通信用半导体激光器性能的影响,设计了基于三维语言变量的高精度跟踪误差温度控制系统。为减小系统成本,利用运算放大器AD620和OP07等器件设计了温度采集系统,并采用最小二乘法拟合温度数据,从而建立温度—电阻关系模型,预测温度变化趋势;加入第三维模糊语言变量,结合窄域论以适当压缩E、EC、ECC的论域,采用模糊规则设定方法,建立新型三维模糊PID规则表并求解得出模糊查询表。结果表明:当预设温度为25℃时,温控系统超调量为0.97℃,最大下冲量出现在第17s,其值为0.69℃;工作51s后,LD系统进入稳定状态,温度保持为25±0.05℃;在第150~210s内,其温度值标准差为0.020 4℃。同时,该系统实现了对半导体激光器0~75℃的大范围精密温控,温控精度为±0.05℃。该系统能够实现对半导体的高效制冷、加热控制,具有响应时间快和系统开销小的优势,能对控制参数实现自整定。 展开更多

关键词 光通信 半导体激光器 模糊PID 温度控制

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半导体激光器驱动与控制系统的分析与设计 被引量：10

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作者 王明生 张娜 +2 位作者 单江东 邓军 田小建 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期206-208,共3页

设计一种半导体激光器的驱动与控制系统,能为半导体激光器提供高稳定度的驱动电流、自动光功率控制和恒温控制,提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性.

关键词 半导体激光器 驱动与控制系统 系统设计 驱动电流 自动光功率控制 恒温控制

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小功率半导体激光器的驱动方法设计 被引量：17

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作者 周真 齐忠亮 秦勇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2689-2693,共5页

在光散射测量系统中,半导体激光器(LD)的工作稳定性直接影响检验结果。为了得到稳定的光功率输出,设计了包含自动温度控制与自动电流控制的LD驱动系统。应用0.5 mA恒流源对PT100温度传感器供电,将LD工作温度转化为电压信号,经前置放大... 在光散射测量系统中,半导体激光器(LD)的工作稳定性直接影响检验结果。为了得到稳定的光功率输出,设计了包含自动温度控制与自动电流控制的LD驱动系统。应用0.5 mA恒流源对PT100温度传感器供电,将LD工作温度转化为电压信号,经前置放大电路与电压比较电路处理后,通过PI控制半导体制冷实现恒温控制系统;根据闭环负反馈原理设计自动电流控制系统以及相应的辅助电路,能为LD提供稳定的、连续可调的驱动电流。经实验表明,系统在驱动额定功率为20 mW下工作时,可保证激光器输出功率稳定性优于0.2%。 展开更多

关键词 半导体激光器 自动电流控制 温度控制 半导体制冷

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半导体激光器温度控制电路设计及实验研究 被引量：22

7

作者 贺春贵 张玉钧 +5 位作者 刘国华 唐七星 鲁一冰 尤坤 何莹 刘文清 《电子测量技术》 2017年第8期27-31,41,共6页

DFB可调谐二极管激光器是激光光谱测量系统中的最主要部件之一,它的输出波长与辐射功率的稳定性决定测量系统的稳定性。影响DFB可调谐二极管激光器输出波长和输出功率的因素主要为激光器的注入电流和工作温度,而工作温度对输出特性的影... DFB可调谐二极管激光器是激光光谱测量系统中的最主要部件之一,它的输出波长与辐射功率的稳定性决定测量系统的稳定性。影响DFB可调谐二极管激光器输出波长和输出功率的因素主要为激光器的注入电流和工作温度,而工作温度对输出特性的影响更大。设计了激光器温度控制电路,并实验分析了PI参数对温度控制稳定性的影响以及温度控制的短期稳定性;将设计电路应用在DFB可调谐二极管激光器上进行激光器输出波长与输出功率的长期监测,得到激光器输出波长的标准偏差为0.2×10^(-6),输出功率的标准偏差为0.02mW。 展开更多

关键词 可调谐二极管激光器 温度控制 温度稳定性

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半导体激光器特性测试中温度控制技术的研究 被引量：6

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作者 杨明伟 许文海 +1 位作者 朱炜 唐文彦 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期554-558,共5页

温度特性是影响半导体激光器(LD)特性测试准确性的重要因素,对LD温度控制技术的研究有着重要的意义。在分析了LD的温度特性的基础上,提出了一种高稳定温度控制的设计方案,并从几个方面讨论了保证LD高稳定温度控制和保证温度信号检测、... 温度特性是影响半导体激光器(LD)特性测试准确性的重要因素,对LD温度控制技术的研究有着重要的意义。在分析了LD的温度特性的基础上,提出了一种高稳定温度控制的设计方案,并从几个方面讨论了保证LD高稳定温度控制和保证温度信号检测、传输精度的方法。实验结果表明,在10℃-40℃范围内温度稳定度为±0.01℃,在25℃时稳定度达到±0.005℃,从而为LD的准确测试提供了有效的保证。此系统稍加改动即能广泛应用于各类LD的控温系统。 展开更多

关键词 激光技术 半导体激光器 自动测试 温度控制 比例积分控制

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大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统 被引量：14

9

作者 孙丽飞 田小建 艾宝丽 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期382-386,共5页

介绍了一种大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统。利用半导体致冷器作为控温执行器件, 构成了全固态致冷系统,并且针对TEC的驱动特性,设计了一种高精度数字PWM功率驱动器。本系统采用AT89C52单片机,利用软件实现了在线参数自整定模... 介绍了一种大功率半导体激光器的精密模糊PID温控系统。利用半导体致冷器作为控温执行器件, 构成了全固态致冷系统,并且针对TEC的驱动特性,设计了一种高精度数字PWM功率驱动器。本系统采用AT89C52单片机,利用软件实现了在线参数自整定模糊PID控制算法以及热敏电阻的非线性补偿。试验证明, 温度控制精度可达±0.06℃。 展开更多

关键词 激光技术 大功率激光二极管 半导体致冷器 模糊 PID 温度控制

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高稳定输出功率的全固态激光器 被引量：5

10

作者 王君立 尹福昌 +2 位作者 宋正勋 王斌 梅晓明 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期830-833,共4页

介绍了一种高稳定性输出功率的连续LD抽运Nd∶YVO4全固态532 nm激光器,输出功率为144 mW,采用LD抽运Nd∶YVO4晶体,KTP晶体腔内倍频方式工作。该激光器采用热电制冷器(TEC)实现对LD、KTP晶体的高精度温控,其温控精度达到±0.1℃。建... 介绍了一种高稳定性输出功率的连续LD抽运Nd∶YVO4全固态532 nm激光器,输出功率为144 mW,采用LD抽运Nd∶YVO4晶体,KTP晶体腔内倍频方式工作。该激光器采用热电制冷器(TEC)实现对LD、KTP晶体的高精度温控,其温控精度达到±0.1℃。建立了LD电流与输出功率的非线性曲线,通过硅光电池检测激光输出功率实现激光功率实时光反馈,采用阈值式PI控制算法进一步降低稳态误差,通过对抽运驱动电流实施反馈控制获得了波动小于±1%的长时间高稳定功率输出。 展开更多

关键词 激光二极管(LD) 高稳定性激光器 温度控制 光反馈

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半导体激光器高精度温度控制系统的设计 被引量：8

11

作者 唐文彦 孙晓明 +1 位作者 周延周 朱茂华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期10-12,共3页

温度对半导体激光器的特性有很大的影响，在要求半导体激光器输出稳定的波长情况下，必须对其温度进行高精度控制。文中介绍了半导体激光器的高精度温度控制原理和方法，详细给出了温控系统的机械结构和致冷器的控制电路。该系统可以达... 温度对半导体激光器的特性有很大的影响，在要求半导体激光器输出稳定的波长情况下，必须对其温度进行高精度控制。文中介绍了半导体激光器的高精度温度控制原理和方法，详细给出了温控系统的机械结构和致冷器的控制电路。该系统可以达到０．０２℃的控制精度。 展开更多

关键词 半导体激光器 温度控制 制冷机

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基于PID控制和遗传算法的半导体激光器温控系统 被引量：15

12

作者 徐娟娟 陈晨 杨洪军 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第4期449-453,共5页

为了实现半导体激光器温度的精确控制,设计了将PID控制与遗传算法相结合的高精度温度控制系统.该系统使用热敏电阻与光电二极管进行测量和反馈半导体激光器的温度值,并用热电制冷器作为温控执行器,构成了双闭环控制系统,提出了利用遗传... 为了实现半导体激光器温度的精确控制,设计了将PID控制与遗传算法相结合的高精度温度控制系统.该系统使用热敏电阻与光电二极管进行测量和反馈半导体激光器的温度值,并用热电制冷器作为温控执行器,构成了双闭环控制系统,提出了利用遗传算法在线优化PID参数的方法,根据实时测量偏差、控制器输出和上升时间构建函数作为待优化的性能指标,从而动态调整控制器的参数.结果表明,系统能够实现高精度的温度稳定控制,稳定度达到0.027%,温度偏差为0.002℃,控制效果优于传统的PID控制,具有较好的应用价值. 展开更多

关键词 半导体激光器 温度控制 遗传算法 PID控制 热敏电阻 光电二极管 双闭环控制系统 优化

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二极管泵浦激光器中的二极管温控精度 被引量：10

13

作者 张文平 李明山 +6 位作者 尚卫东 王志峰 姜波 韩文杰 王石语 郑永超 过振 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期69-72,共4页

激光二极管(LD)中心波长及LD功率影响着LD泵浦的固体激光器输出特性,通过理论和实验研究了LD的工作温度变化对LD中心波长及LD功率的影响,分析了LD温度控制系统的温控精度,给出了理论上确定温控精度的一般方法。实验结果验证了此方法的... 激光二极管(LD)中心波长及LD功率影响着LD泵浦的固体激光器输出特性,通过理论和实验研究了LD的工作温度变化对LD中心波长及LD功率的影响,分析了LD温度控制系统的温控精度,给出了理论上确定温控精度的一般方法。实验结果验证了此方法的有效性,并且给出了以4 nm谱宽LD泵浦Nd:YAG时的温控精度数据。通过适当选择LD温控精度和较宽的LD谱宽,可大大降低温控系统设计的难度,有效提高DPL的环境适应能力。 展开更多

关键词 激光二极管 DPL 温控精度 光谱宽度

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一种小型化半导体激光器温控电路的设计 被引量：6

14

作者 李龙骧 周根东 +5 位作者 张晓辉 韩耀锋 郭俊超 寿少俊 孙翌乔 杨科 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第5期37-41,共5页

为了满足激光器小型化的需求,设计了一种小尺寸的半导体激光器温度控制电路。电路采用内置半桥的DC-DC转换芯片SY8368AQQC作为半导体制冷器的驱动,采用STM32F302K8U6作为主控芯片,内置PID算法。最终实现了电路的小型化,尺寸可以做到30 m... 为了满足激光器小型化的需求,设计了一种小尺寸的半导体激光器温度控制电路。电路采用内置半桥的DC-DC转换芯片SY8368AQQC作为半导体制冷器的驱动,采用STM32F302K8U6作为主控芯片,内置PID算法。最终实现了电路的小型化,尺寸可以做到30 mm×30 mm,同时也能达到理想的控制效果。实验结果表明,该电路的温度控制精度可以到±0.1℃。 展开更多

关键词 小型化 半导体激光器 温度控制 半导体制冷器

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基于FPGA的半导体激光器驱动电源的研制 被引量：5

15

作者 雷兵 魏立安 冯莹 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期425-430,共6页

半导体激光器(LD)驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要意义。提出了一种新型的基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的半导体激光器驱动电源设计方案,该方案以FPGA为控制核心,LD驱动电源的AD/DA转换... 半导体激光器(LD)驱动电源的性能是影响其工作特性的重要因素,提高LD驱动电源性能的研究具有重要意义。提出了一种新型的基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的半导体激光器驱动电源设计方案,该方案以FPGA为控制核心,LD驱动电源的AD/DA转换、温度PID控制、恒定电流驱动、LD保护及人机交互等功能模块电路均在FPGA的控制下协调工作。设计并实现了基于FPGA的LD温度控制与电流驱动电路,测试结果表明当LD的工作温度在20℃～30℃时,其工作温度稳定度优于士0.03℃,驱动电流的恒定度达到士0.1%。 展开更多

关键词 激光技术 驱动电源 FPGA 半导体激光器 温度控制

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以半导体激光器为光源的准直研究 被引量：6

16

作者 马树元 梁晋文 章恩耀 《计量学报》 CSCD 1993年第3期173-176,共4页

对半导体激光器的准直装置、温度变化对准直精度的影响、温度控制方法作了论述。试验表明,采用半导体激光器作准直光源,准直的稳定性可达到1×10^(-6)。

关键词 激光准直 半导体激光器 距离 测量

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激光二极管侧面抽运免温控激光器的研究 被引量：3

17

作者 高恒 贾凯 +3 位作者 杨闯 刘亚萍 赵刚 高军 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-5,共5页

为了解决激光二极管抽运波长随温度漂移导致激光器输出能量下降的问题,采用激光二极管抽运源波长匹配及凹凸稳定谐振腔技术实现免温控,并进行了理论分析和实验验证。该激光器腔长210mm,电光转换效率5.7%;输出单脉冲能量大于60mJ,在10℃... 为了解决激光二极管抽运波长随温度漂移导致激光器输出能量下降的问题,采用激光二极管抽运源波长匹配及凹凸稳定谐振腔技术实现免温控,并进行了理论分析和实验验证。该激光器腔长210mm,电光转换效率5.7%;输出单脉冲能量大于60mJ,在10℃～30℃范围内,能量稳定度优于5%;激光器输出光斑直径4mm、脉冲宽度8ns、激光器10Hz工作时,激光远场束散角为1.1mrad。结果表明,实验与理论分析计算结果符合,该激光二极管侧面抽运免温控激光器可在一定温度范围内保持稳定的能量输出。该理论分析与方案对研究免温控激光器具有重要意义。 展开更多

关键词 激光器 脉冲激光器 电光调Q 免温控 二极管抽运激光器 能量稳定度

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医用半导体激光器的温度控制 被引量：4

18

作者 韩晓俊 李正佳 朱长虹 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期250-253,共4页

主要叙述了用作激光针灸的半导体激光器温度控制的原理及初步设计，经ＰＩＤ模拟反馈回路调节，能在宽范围维持±０．５℃的温度控制精度，阈值电流有所降低，辐射波长稳定，输出功率最大值明显提高。

关键词 半导体激光器 温度控制 激光针灸

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DS18B20在大功率激光二极管恒温制冷系统中的应用 被引量：6

19

作者 戚俊 李季 陈结祥 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期162-165,共4页

本文介绍了利用数字式温度传感器 ＤＳ１８Ｂ２０构造大功率激光二极管恒温制冷系统的方法．该系统利用ＤＳ１８Ｂ２０作为温度传感元件，单片机作为核心控制部件控制半导体制冷器对大功率激光二极管进行制冷和制热．该系统具有体积小... 本文介绍了利用数字式温度传感器 ＤＳ１８Ｂ２０构造大功率激光二极管恒温制冷系统的方法．该系统利用ＤＳ１８Ｂ２０作为温度传感元件，单片机作为核心控制部件控制半导体制冷器对大功率激光二极管进行制冷和制热．该系统具有体积小、外围电路简单、温控精度高等特点，温控精度可达±０．１℃． 展开更多

关键词 数字式温度传感器 DS18B20 温度控制 激光二极管 半导体致冷器 DPL

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一种双极性高精度半导体激光器温度控制系统 被引量：2

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作者 黄杰 徐贲 沈为民 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期151-154,共4页

温度是影响半导体激光器(LD)寿命和输出特性的重要因素之一。为保证LD输出稳定的激光模式和功率,采用以ADC和DAC集成的微处理器芯片C8051F350和具有双极性输出电流的TEC驱动芯片MAX1968为控制核心,以积分分离和变速积分增量式相结合的数... 温度是影响半导体激光器(LD)寿命和输出特性的重要因素之一。为保证LD输出稳定的激光模式和功率,采用以ADC和DAC集成的微处理器芯片C8051F350和具有双极性输出电流的TEC驱动芯片MAX1968为控制核心,以积分分离和变速积分增量式相结合的数字PID算法为运算程序的自动温度控制系统(ATC)控制TEC驱动电流的方向和大小,实现对LD的加热或制冷,使其工作在恒定温度。实验证明,应用该系统,LD在0℃～40℃环境温度范围内能很快稳定在设定温度,且其不确定度为±0.03℃。 展开更多

关键词 激光技术 半导体激光器 温度控制 PID

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