外腔半导体激光器的高精度双稳温度控制

刘强633

# p6 s" J+ E5 Q5 k! s; ~8 A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
: E4 j! c6 z) `! q) h) H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。


1 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
(wDM)光纤通信系统信道密集程度的日益提高，具有高精确
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
+ \' I4 Q" c0 v" U* ]. }的外腔半导体激光器(ECLD)作为密集波分复用(DwDM)系
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
2 w. b$ b8 Q# Z- J1 z5 e* A开展了相关研究。
! ~8 x% Q! }4 `& Y' o9 j对于外腔半导体激光器，影响其稳定度的因素主要是工
6 d# k7 A  e4 Q# e5 x/ F作温度的漂移和驱动电流的变化。从图l可以看出外腔长
4 Y% e' n, G# X: C  I6 M  e; i6 Q度k为10cm利10mm时；撒光器激射波长随温度的变化关
) ^" B+ R) `+ a$ b系(6]。一方面，当ECLD内部温度增加时，输出功率也随之减
小，如果温度不稳则可能会引发模式跳跃现象，其结果会严
2 P2 a3 \1 g# m- h3 r1 W0 h) [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
' K+ {: t3 W3 K" q平行移动。另外，长期工作于温度过高状态将导致ECLD的
# f6 f8 d* X5 V4 Z老化甚至损坏。因此，对ECLD的温度进行严格的控制，有
& H. J" k9 `: h2 n4 j  S$ Z

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