[发明专利]一种对激光管芯半导体制冷器的驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传输系统技术领域，尤其涉及一种对激光管芯半导体制冷器的驱动方法及采用该方法的激光器。

背景技术

大功率半导体激光器(LD)在光纤传感系统中起着重要的作用。LD的输出波长、电流阈值、最大输出功率和最小功率波动都直接受到工作温度的影响,所以工作温度对于LD管芯十分重要,必须给LD提供恒定而且能够精密调整的工作温度。半导体制冷器(TEC)是大功率LD温度控制系统中的核心器件,其根据内置于管芯中的热敏电阻的阻值变化对LD进行加热或制冷,保证LD工作于恒温状态。半导体制冷器的驱动方法包括脉宽驱动技术和线性驱动技术。脉宽驱动技术效率高，热功耗低。同时此种方法设计弹性较好，控制参数可以根据对象的变化实时改变控制器参数，鲁棒性比较好。但是脉宽驱动技术的电子器件产生很强的电磁干扰。传导性和辐射性电磁干扰户干扰其它电子系统和或电子设备正常运行，甚至导致误动作。线性驱动技术效率低，功耗大，但是其没有纹波电压，电磁干扰小，控制系统相对简单，具备一定的鲁棒性，对于系统参数的漂移敏感性不是很强。

在实际工程中，通常采用以上一种方法作为驱动半导体制冷器的方法。尽管每种方法都有其特有的优点，但是都无法避免其具有的缺点。目前市场上比较先进的方法是采用脉宽驱动与反馈相结合的技术，这样不仅驱动效率较高，在一定程度上也解决得控制精确度的问题，然而在高精度的应用场所还是无法解决其漂移度过大的现象。

发明内容

本发明的目的在于提出一种对激光管芯半导体制冷器的驱动方法，能够快速的驱动半导体制冷器达到指定温度而且精确度高，鲁棒性好，同时制造成本和复杂程度都较低，并且有效的提高了半导体制冷器在各种领域的应用性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种对激光管芯半导体制冷器的驱动方法，包括以下步骤：

步骤A：测量激光管芯的温度，并判断激光管芯的温度是否达到指定温度，若未达到指定温度计算实际温度与指定温度之间的差值；

步骤B：采用线性驱动和脉宽驱动相交替的方式控制半导体制冷器制热或制冷，从而使温度以粗调和细调的方式交替的进行变化；

步骤C：当激光管芯的温度达到指定温度后，半导体制冷器停止工作，但保持对激光管的温度检测，若激光管的温度和指定温度不同后，重复步骤A、B和C。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，在步骤A中，采用测量热敏电阻组成的方法测定激光管芯的温度。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，在步骤B中温度粗调的方式为线性驱动。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，在步骤B中温度细调的方式为脉宽驱动。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，在步骤B中根据热敏电阻的阻值替换驱动方式。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，将步骤A中计算出的实际温度和指定温度之间的差值分成几个阶段。

作为上述对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的一种优选方案，在温差的第一阶段进行线性驱动，第二阶段进行脉宽驱动，按此顺序交替对半导体制冷器进行控制。

一种采用如以上所述的对激光管芯半导体制冷器的驱动方法的激光器，其特征在于，包括集成于一体的激光管芯、半导体制冷器和热敏电阻，用于对半导体制冷器进行控制的半导体制冷器控制器，以及用于数据分析和对整个装置进行控制的总控制器。

作为上述激光器的一种优选方案，所述半导体制冷器控制器包括脉宽调制和线性调制发生器。

本发明的有益效果为：本发明通过提供一种对激光管芯半导体制冷器的方法，其通过采用脉宽驱动和线性驱动交替的方式对半导体制冷器进行驱动，从而使温度以粗调和细调的方式交替的进行变化，其不仅可以快速的驱动半导体驱动器达到指定温度，而且精度较高，鲁棒性能好，同时制造成本和复杂程度较低，可有效的提高半导体制冷器在各领域的应用性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的激光器的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的对半导体制冷器的控制流程；

图3是本发明具体实施方式提供的对半导体制冷器的控制模式；

其中：

1：激光器；2：激光管芯；3：半导体制冷器；4：热敏电阻；5：半导体制冷器控制器；6：总控制器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。