[发明专利]一种用于光电探测器的制冷器

说明书

本发明实施例公开了一种用于光电探测器的制冷器。该制冷器包括用于检测光电探测器的温度并将所述温度转换成电信号的温度采集模块，用于接收所述电信号并通过预设控制算法将所述电信号转换成输出控制量的信号转换模块，用于接收所述输出控制量并通过预设电路处理后反馈给所述信号转换模块的电流控制模块，用于接收所述电信号并将所述电信号转换成温度指示信号的温度输出模块。本发明实施例所提供的制冷器既能够做到精确控温，又不影响光电探测器进行低照度或高精度探测。

技术领域

本发明涉及光电探测器的技术领域，具体涉及一种用于光电探测器的制冷器。

背景技术

光电探测器是一种能够将光信号转换成电信号的传感器。基于半导体工艺的光电探测器凭借其体积小、灵敏度高、性能稳定等优点被广泛应用。然而，基于半导体的光电探测器由于其工艺特点决定了其自身的响应度受温度影响。在低照度和高精度探测领域，基于半导体的光电探测器(下文简称光电探测器)的靶面需要维持在一个稳定且较低的温度范围内。因此，很多高精度的光电探测器内集成帕耳帖式半导体制冷元件。在光电探测器工作时，将制冷元件通电，可以降低光电探测器的靶面温度，达到提高响应度的效果。同时，光电探测器的靶面附近会放置测温器件，用于监测靶面的温度。

传统的探测器制冷方式有恒流模式和脉冲宽度调制(PWM调流)的闭环控制方式。恒流模式控温简单，但是精度低，无自动纠偏功能；脉冲宽度调制(PWM调流)闭环控制方式可以实时根据靶面温度调节制冷电流，但是由于PWM方式会产生很大的电磁干扰，不利于低照度和高精度光电探测。

因此，针对传统的探测器制冷方式所存在的问题，有必要提出一种既能够做到精确控温，又不影响光电探测器进行低照度或高精度探测的用于光电探测器的制冷器。

发明内容

针对现有的恒流模式精度低而脉冲宽度调制闭环控制方式具有电磁干扰、无法实现低照度和高精度光电探测的问题，本发明实施例提出一种用于光电探测器的制冷器。本发明实施例所提出制冷器采用基于运算放大器电路的电流调节器，对半导体光电探测器进行制冷驱动，从而既能够做到精确控温、又能够不影响光电探测器进行低照度或高精度探测。

该用于光电探测器的制冷器的具体方案如下：一种用于光电探测器的制冷器，包括：温度采集模块，用于检测光电探测器的温度并将所述温度转换成电信号；信号转换模块，用于接收所述电信号并通过预设控制算法将所述电信号转换成输出控制量；电流控制模块，用于接收所述输出控制量并通过预设电路处理后反馈给所述信号转换模块；温度输出模块，用于接收所述电信号并将所述电信号转换成温度指示信号。

优选地，所述温度采集模块包括电桥和放大电路，所述电桥包括热敏电阻和多个普通电阻。

优选地，所述热敏电阻集成在所述光电探测器的内部。

优选地，所述预设控制算法为PID控制算法。

优选地，所述PID控制算法通过运算放大器及其配套电路实现。

优选地，所述电流控制模块包括恒流源电路和电流采样电路。

优选地，所述恒流源电路接收所述输出控制量，用于控制帕尔帖中的恒流源。

优选地，所述电流采样电路用于监测所述恒流源的输出电流，并通过反馈回路来保持所述输出电流的稳定。

优选地，所述温度指示信号包括电压值信号、声信号、光信号。

优选地，所述温度输出模块包括第一路输出和第二路输出，所述第一路输出的输出精度低于所述第二路输出的输出精度，所述第一路输出的测温范围大于所述第二路输出的测温范围。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：