半導(dǎo)體激光器具有兩種工作方式:一種是驅(qū)動(dòng)源為激光器注入恒定的電流,并利用溫度穩(wěn)定系統(tǒng)保持激光器工作溫度穩(wěn)定。另一種是驅(qū)動(dòng)源維持激光器輸出光功率不變并保持激光器溫度穩(wěn)定。本論文選擇激光器的恒電流恒溫工作方式。本系統(tǒng)基于LC96蝶形半導(dǎo)體激光器,根據(jù)LC96蝶形半導(dǎo)體激光器的數(shù)據(jù)手冊(cè)可以明確該激光器的特性,壓降為2.2V,每攝氏度溫度的變化會(huì)導(dǎo)致輸出峰值波長(zhǎng)發(fā)生約0.02nm的漂移。針對(duì)激光器對(duì)工作環(huán)境和條件的要求,利用目前已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí),構(gòu)建專用的驅(qū)動(dòng)源和溫度穩(wěn)定系統(tǒng)。本文首先介紹半導(dǎo)體激光器的發(fā)展過(guò)程和發(fā)光機(jī)理,然后從LC96型激光器的發(fā)光機(jī)制和工作原理作為基點(diǎn),具有針對(duì)性的研制了驅(qū)動(dòng)源和溫度穩(wěn)定系統(tǒng)。本文主要分為兩部分:一:LC96型蝶形半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)源設(shè)計(jì)。根據(jù)深度負(fù)反饋原理結(jié)合MOSFET的SCS模型搭建基于STM32的LC96型激光器驅(qū)動(dòng)源。驅(qū)動(dòng)源部分包括電源芯片的選擇、深度負(fù)反饋的原理以及分析、MOSFET的SCS模型、驅(qū)動(dòng)源原理及分析、激光器的保護(hù)模塊和上電慢啟動(dòng)模塊,以及PID算法。采用ADI公司生產(chǎn)的高分辨率電流檢測(cè)放大器AD8217實(shí)時(shí)對(duì)輸出電流進(jìn)行檢測(cè)并通過(guò)... 

【文章來(lái)源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：51 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 半導(dǎo)體激光器的發(fā)光機(jī)理
    1.3 當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展?fàn)顩r
    1.4 研究?jī)?nèi)容與目的
    1.5 本文的主要工作及章節(jié)安排
第二章 驅(qū)動(dòng)源設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    2.1 半導(dǎo)體激光器的特性
    2.2 LC96型半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.2.1 整體框架
        2.2.2 MOSFET的SCS模型
        2.2.3 負(fù)反饋的應(yīng)用
        2.2.4 驅(qū)動(dòng)源原理及分析
        2.2.5 驅(qū)動(dòng)源軟件設(shè)計(jì)
    2.3 比例-積分-微分控制算法
        2.3.1 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
        2.3.2 PID算法的基本思想
        2.3.3 PID算法分析
        2.3.4 PID算法的實(shí)現(xiàn)及PID算法參數(shù)整定
    2.4 LC96型半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)源保護(hù)措施
        2.4.1 上電慢啟動(dòng)保護(hù)措施
        2.4.2 軟件過(guò)流保護(hù)措施
    2.5 驅(qū)動(dòng)源基本原件
        2.5.1 運(yùn)算放大器
        2.5.2 系統(tǒng)供電電源
        2.5.3 基準(zhǔn)電壓芯片
        2.5.4 數(shù)模轉(zhuǎn)化器
        2.5.5 電流檢測(cè)芯片及模數(shù)轉(zhuǎn)換器
        2.5.6 MOSFET及采樣電阻的選取
    2.6 本章小結(jié)
第三章 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)
    3.1 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)概括
    3.2 珀?duì)柼评淦?TEC)原理及結(jié)構(gòu)
    3.3 溫度采集模塊
        3.3.1 NTC熱敏電阻原理
        3.3.2 溫度測(cè)量方法
    3.4 PID調(diào)整補(bǔ)償電路及TEC熱響應(yīng)
        3.4.1 TEC熱響應(yīng)
        3.4.2 模擬PID電路
        3.4.3 PID調(diào)整補(bǔ)償電路
    3.5 TEC驅(qū)動(dòng)器
        3.5.1 TEC驅(qū)動(dòng)方式分析
        3.5.2 TEC驅(qū)動(dòng)芯片
    3.6 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試分析
    4.1 驅(qū)動(dòng)源線性關(guān)系測(cè)試
    4.2 PID參數(shù)整定測(cè)試
    4.3 驅(qū)動(dòng)源性能測(cè)試
    4.4 溫度穩(wěn)定系統(tǒng)測(cè)試
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 下步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3180841