外腔半导体激光器的高精度双稳温度控制

刘强633

) N# E  _. O0 u, K# P1 ^/ X; |提要：温度对于外腔半导体激光器的特性有很大的影响，对其温度进行高精度的控制．是保证外腔半导体激光器输出波长稳定的关键技术
8 f5 `0 ~" k  @5 g之一。本文介绍了外腔半导体激光器的高精度温度控制原理和方法，提出了采用PID控制原理的模拟电路设计和以单片机为核心的数字电路
设计相结合的双稳温度控制方案，并对其进行了理论分析和实验研究。


; k* o3 q, m6 i  ~. h, x1 孑I声为核心的电路系统来实现的。
1970年，半导体激光器室温连续振荡的成功和低损耗光
纤的实现拉开了光电子时代的序幕。近年来，随着波分复用
! p, Z7 ]  [% \7 U1 ?(wDM)光纤通信系统信道密集程度的日益提高，具有高精确
) ?" C: X3 M' s度和稳定性激射波长的相干光源显得尤为重要，而频率稳定
' Y. Y. ~! x" p/ @4 D6 j- ~7 o1 u的外腔半导体激光器(ECLD)作为密集波分复用(DwDM)系
4 D( ?5 J% C1 Q: q8 m, `! D统可供选用的光源之一已受到国内外学者的广泛关注，并已
' j) B5 _4 P  w开展了相关研究。
- Z! p8 M6 w2 j- R$ z" D, v对于外腔半导体激光器，影响其稳定度的因素主要是工
2 Y6 B' v( _" U$ v; T作温度的漂移和驱动电流的变化。从图l可以看出外腔长
度k为10cm利10mm时；撒光器激射波长随温度的变化关
- w% e, k' F/ _7 ^5 `系(6]。一方面，当ECLD内部温度增加时，输出功率也随之减
0 {0 _$ H. C1 U  q  V, G小，如果温度不稳则可能会引发模式跳跃现象，其结果会严
4 d( g, ]- G" Z  y9 i; \( Z重影响ECLD的稳定度；另一方面，ECLD的阈值电流随温度
升高而升高，整个激光管的特性曲线基本上随温度的变化而
! P" C9 b/ H! k5 ?# T平行移动。另外，长期工作于温度过高状态将导致ECLD的
# e2 A- _7 v' q/ L+ I2 |老化甚至损坏。因此，对ECLD的温度进行严格的控制，有


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