半導體激光器溫度控制電路設計

摘 要： 在對激光器的溫度控制理論作了深入研究的基礎上，為了使激光器工作時溫度恒定，設計了一種新型的溫度控制電路，電路中采用了ADN8831作為的核心器件，結合PWM控制方案，完成了包括輸入級、補償環節、輸出級、濾波電路和保護及檢測電路的硬件電路設計。經過實際連接激光器實驗，溫度控制精度可達0.01 ℃。電路具有體積小、效率高、可靠性高、驅動能力強等特點，可以為激光器提供恒定的溫度控制。

關鍵詞： 溫度控制； 半導體激光器； TEC； PID

中圖分類號： TN722?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）20?0153?03

0 引 言

通過對半導體激光器特性的研究，可知溫度對激光器的正常工作有著重要的影響。溫度會直接影響到半導體激光器的工作參數包括[1]：閾值電流、V?I關系、輸出波長、P?I關系等。同時高溫也會對激光器產生極大的影響，嚴重影響其使用壽命和效率。本文采用ADN8831溫度控制芯片[3]為激光器提供恒定且可調的工作溫度來保證激光器高效率工作。

1 溫度控制芯片介紹

根據半導體激光器對溫度的要求，選定ADN8831作為激光器的溫度控制主芯片。ADN8831芯片是目前最優秀的單芯片高集成度、高輸出效率和高性能的TEC驅動模塊之一。ADN8831的最大溫漂電壓低于250 mV，能夠使設定溫度誤差控制在±0.01 ℃左右。在工作過程中，ADN8831輸入端的電壓值對應一個設定好的目標溫度。適當大小的電流流過TEC，使TEC加熱或制冷，在這個過程中使激光器表面溫度向設定溫度值靠近[2]。此芯片還有過流保護功能，可編程開關頻率最高可達1 MHz。

2 TEC控……