[发明专利]快速响应型超辐射发光二极管自动温度控制方法及其驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制方法及装置，尤其是一种快速响应型超辐射发光二极管自动温度控制方法及其驱动装置，属于超辐射发光二极管控制的技术领域。 

背景技术

超辐射发光二极管（SLD）的性能介于激光二极管（LD）与发光二极管（LED）之间。它具有两大特点短相干长度和高输出功率。目前，普遍应用在光纤陀螺（FOG）、光时域反射仪（OTDR）、光频域反射仪（OFDR）、白光干涉仪、分布式光纤传感等方面。SLD光源的稳定性对这些系统的精度和稳定度有较大的影响，所以，控制SLD高稳定输出具有极其重要的意义。 

SLD光源的稳定性主要分为功率稳定性和波长稳定性。影响SLD高稳定输出的两个因素是温度和驱动电流的稳定性。随着温度的增加，SLD输出光功率将减小，中心波长将向长波长的方向移动。SLD是电流驱动器件，SLD驱动电流的稳定性直接决定了SLD输出光功率的稳定性。 

目前，市售的SLD芯片模块由SLD管芯、负温度系数热敏电阻、热电制冷器（TEC）、三部分组成。这种结构简化了SLD温度控制工作，但高稳定性SLD温度控制系统的设计和研制仍是一个急需解决的问题。热敏电阻与热电制冷器都可以表示为惯性环节： 

H(S)=KTS+1---(1)]]>

式（1）中K为增益，T为响应时间。 

SLD温度的控制通常采用模拟的比例（P）、比例积分（PI）或比例积分微分（PID）控制，以及固定参数的比例积分微分（PID）数字控制。由于缺乏热敏电阻与热电制冷器精确参数，需要通过大量的实验来确定控制系统的参数。这类方法的温度控制的精度不高，调试工作量大，响应速度慢，控制效果差，而且通用性差。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种快速响应型超辐射发光二极管自动温度控制方法及其驱动装置，其稳定性高，通用性强，无稳态误差，响应速度快。 

按照本发明提供的技术方案，一种快速响应型超辐射发光二极管自动温度控制方法，所述超辐射发光二极管自动温度控制方法包括如下步骤： 

a、启动阶段，微处理器经第一D/A转换器向热电制冷器发送扫频信号，使热电制冷器产生相应的制冷量；利用温度采样电路采集热敏电阻的温度-电压信号，获得热敏电阻与热电制冷器的幅频特性曲线； 

b、根据上述获得的幅频特性曲线，通过递归算法，得到热敏电阻与热电制冷器的串联二阶环节的两级响应时间T₁和T₂； 

c、根据获得的热敏电阻的响应时间T₁及热电制冷器的响应时间T₂，设置微处理器内超前校正环节及控制器的参数； 

d、微处理器通过光电探测器对SLD管芯的发光功率采样，获得SLD管芯工作时的功率-电压曲线，根据所获得的功率-电压曲线的振荡，来校验微处理器内设置的超前校正环节及控制器参数；当微处理器内超前校正环节与控制器参数设置检验匹配时，SLD管芯正常工作，否则，微处理器调整超前校正环节与控制器的设置参数。 

所述超前校正环节的传递函数为