[发明专利]半导体激光器温度控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及设备的温度控制，特别是一种半导体激光器的温度控制系统。

背景技术

半导体激光器(简称LD)具有体积小、重量轻、输入电压小、结构简单、寿命长、转换效率高、功耗低、结构简单、价格低廉、使用安全、易于调制等有利因素，用其作为干涉测量中的光源，使得干涉测量系统的集成化、实用化变为可行。另一方面，LD的输出功率与温度存在一定的关系，当LD内部温度增加时，输出功率也随之增加。而LD要在干涉测量领域当中应用，首要任务是使LD的输出功率非常稳定，如果温度不稳则可能会引发模式跳跃现象，其结果会严重影响干涉场质量。为了使干涉测量达到优良的精度，必须对LD的内部温度进行严格的控制。因此，对LD的内部温度进行严格的控制，有着非常重要的意义。

目前，对LD进行温度控制还需要解决的问题有：测温电路对温度的监测精度不高，主要是测温的电桥电阻分流引起的；TEC驱动电路常采用MOS管组成的电桥，但这需要解决开关过程中的直通等问题，因此往往设计过程较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体激光器温度控制系统，该系统应具有结构简单，快速、准确地显示和控制半导体激光器的温度，能自动断电保护的特点。

本发明的技术方案如下：

一种半导体激光器温度控制系统，其特征是包括报警保护电路、按键显示电路、单片机、AD转换电路、温度传感电路、光电隔离电路和热电制冷器驱动电路，其各个部分的连接关系为：

所述的报警保护电路、按键显示电路、AD转换电路和光电隔离电路都与单片机相连，所述的AD转换电路的另一端与所述的温度传感电路相连，所述的光电隔离电路的另一端与所述的热电制冷器驱动电路相连，所述的温度传感电路和热电制冷器驱动电路与一半导体激光器相连；

所述的温度传感电路内部的连接关系如下：

第二电阻的一端接+5v电压，第二电阻另一端与所述的半导体激光器内部的热敏电阻的一端和双电压放大器的第一运算放大器的正向输入端的节点相连，该热敏电阻的另一端接地；第三电阻的一端接+5v电压，另一端接第一电位器与第二运算放大器的正向输入端的节点，第一运算放大器的负向输入端与该运算放大器的输出端相连后再接第三运算放大器的负向输入端，该负向输入端经第八电阻与该第三运算放大器的输出端相连，所述的第二运算放大器的负向输入端与输出端相连后再接第三运算放大器的正向输入端；该正向输入端通过第七电阻接地；所述的第三运算放大器的输出端连接到所述的AD转换电路；

所述的热电制冷器驱动电路内部的连接关系如下：

电桥驱动芯片的输入端和连接光电隔离电路的输出端；Vss端接+5v电压，Vs端接+8v电压，ISEN A端接第二电位器的一端，该电位器的中间抽头接地；所述的电桥驱动芯片的输出端OUT1和OUT2分别经第一电感和第二电感接所述的半导体激光器内部的热电制冷器；第一电感和第二电感与半导体激光器内部的热电制冷器的节点分别经第八电容和第九电容接地。

所述的热电制冷器驱动电路的电桥驱动芯片为L298，或LMD18200芯片。

温度传感电路检测半导体激光器的温度，将其转换为电压量，通过AD转换电路之后进入单片机；由单片机根据检测的温度数据和用户设定的温度参数通过程序计算来产生脉宽驱动信号，该脉宽驱动信号通过光电隔离电路之后，输送到热电制冷器驱动电路，从而控制半导体激光器内部的热电制冷器，实现半导体激光器温度的自动控制。

本发明的技术效果如下：

所述的温度传感电路中采用了电压放大器LM358组成的电压跟随器进行阻抗转换，从而提高了温度检测的精度；

所述的热电制冷器驱动电路中采用电桥驱动芯片L298或者LMD18200，它使热电制冷器驱动电路更加简单、稳定；

系统中附有报警保护电路，它在激光器温度过高时通过蜂鸣器报警并切断电源，能有效的保护半导体激光器的安全。

采用单片机控制，可快速、准确地显示和控制半导体激光器的温度：

以下结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的原理方框图；

图中：U1-报警保护电路U2-按键显示电路

U3-单片机U4-AD转换电路U5-温度传感电路

U6-光电隔离电路U7-热电制冷器驱动电路

LD-半导体激光器

图2为本发明温度传感电路原理图；

图3为本发明热电制冷器驱动电路原理图；

图4为本发明单片机程序流程图。

具体实施方式