毕业论文--半导体激光器温控系统的硬件设计

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1、 毕业设计毕业设计( (论文论文) ) 题目：题目：半导体激光器温控系统的半导体激光器温控系统的硬件硬件设计设计 系 别： 光电信息系 专 业： 光电信息工程 班 级： 2014年 5月 7日 毕业设计（论文）任务书 1.毕业设计（论文）题目： 半导体激光器温控系统的硬件设计 2.题目背景和意义：信息技术正在深刻的影响着国民经济和国防建设的各个领 域。半导体激光器由于转换效率高、体积小、重量轻、易于调制和具有很强的集 成能力等优点，使其在光谱、相干通信、激光雷达、医疗等领域得到广泛的应 用。但是，半导体激光器本身存在着问题，在半导体激光器中微小的电流和温度 变化将导致半导体激光器输出功率的波动

2、。因而，半导体激光器的稳恒控制的意 义非常重要。稳恒控制主要包括恒电流控制、恒温控制以及恒功率控制。恒温控 制是稳恒控制中很重要的一个环节。例如，在密集波分复用（DWDM）系统中，激 光束的波长会随着温度变化而变化。所以，只有保持一个精确稳定的激光器温 度，才能无串扰地分辨出每一个波长的激光信号。虽然半导体激光器是高效率的 电子、光子转换器件，但是由于存在各种非辐射、自由载流子吸收等损耗机制， 其外微分量子效率只能达到 2030。相当部分注入的电功率将转化为热量， 引起激光器温度升高。许多激光二极管参数，包括波长、阈值电流、输出功率和 寿命等，都与温度相关。所以，工作温度对于激光二极管十分重要

3、，必须给激光 二极管提供恒定而且能够精密调整的工作温度。在激光二极管泵浦固体激光器 中，为实现对激光晶体的谱线耦合，必须调整激光二极管的输出波长使其与激光 晶体的吸收峰值相匹配。激光二极管的输出波长主要由其掺杂浓度、工作电流和 工作温度决定。由于有源层材料的禁带宽度随着温度升高而变窄，使波长向长波 方向移动，移动量与器件的结构和有源区材料有关，约为 0.20.3nm/；在电 流恒定的情况下，温度每升高 1，激光波长将增加大约 0.20.3nm。因此需要 将温度控制在激光器适合的温度下，且使温度起伏小于 0.1，这样才能使激光 器输出稳定的波长。因此，可以用适当的温度控制来微调激光的峰值波长，以

4、满 足对波长有严格要求的一些应用。 3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标） ： 半导体激光器的工作温度范围：1040；最佳工作温度：25；控制 精度为：0.3；系统建立时间：360秒左右；超调量：10%； 时间：360 秒左右；超调量：10%； 目标：设计一个以单片机为核心部件，以半导体制冷器为控温元件，以 温度传感器为测温元件的温度控制系统,结合数字 PID 控制技术,对半导体激 光器进行温度控制。 4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）： （1）毕业设计的态度端正、认真，目的明确； （2）按照西安工业大学本科毕业设计（论文）撰写规范撰写论文； （3）论文的字数要求 15000 字以上； （4）参考文献 15 篇以上 （5）按照任务书的要求，进度要求完成相应的工作； （6）按照老师所指定的时间向老师汇报所做的工作情况。 （7）不懂的问题应及时咨询老师 设计的进度安排： 第一周：明确毕业设计题目的任务、要求、及目的， 第二周第三周：查阅相关文献，总体方案设计； 第四周第五周：完成电路图的设计； 第六周第七周：用 Petrel 画出电路图；