[发明专利]一种用于半导体激光器控制和状态监测装置

说明书

本发明公开了一种用于半导体激光器控制和状态监测装置，包括控制器模块以及连接到控制器模块的激光器内部温度和环境温度监测电路、激光器TEC驱动控制电路、激光器光强监测电路，以及激光器驱动电路；该用于半导体激光器控制和状态监测装置采集激光器内部温度和环境温度、TEC驱动电流、激光器发光强度的状态值并上传到控制器模块，控制器模块选择环境温度、激光器温度、TEC驱动电流、激光器输出光强进行检测，根据内部的PID算法计算控制值，并通过激光器TEC驱动控制电路控制激光器内部TEC的温度，通过激光器驱动电路控制激光器驱动信号强度。本发明相比现有技术具有以下优点：控制激光器的温度稳定性和光强稳定性，保证光信号的质量和光谱满足要求。

技术领域

本发明涉及一种控制和状态监测电路，尤其涉及用于半导体激光器控制和状态监测电路。

背景技术

目前，量子通信系统中使用单光子作为量子信息的载体，而半导体激光器作为单光子源的核心部件起着至关重要的作用，半导体激光器在工作过程中由于环境温度、自身温度、驱动信号强度的变化导致输出光信号性能参数的变化，会对量子通信系统的技术指标产生严重影响，所以需要一种半导体激光器控制和状态监测电路来保证半导体激光器的工作状态稳定。

目前关于半导体激光器的控制和状态监测，只是简单的通过采集激光器内部温度，并使用温控芯片控制激光器内部TEC从而使激光器内部温度稳定。

现有技术由于激光器的温度控制电路和温度采集电路简单，从而对温度的控制不能达到很高的精度，反馈速度慢，同时由于只采集激光器温度，没有对环境温度和激光器光强的监测，所以不能保证半导体激光器输出信号和工作状态的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种能够保证光信号的质量和光谱稳定性的用于半导体激光器控制和状态监测装置。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种用于半导体激光器控制和状态监测装置，包括控制器模块、激光器内部温度和环境温度监测电路、激光器TEC驱动控制电路、激光器光强监测电路，以及激光器驱动电路；

其中激光器内部温度和环境温度监测电路、激光器TEC驱动控制电路、激光器光强监测电路，以及激光器驱动电路均连接到控制器模块；

激光器内部温度和环境温度监测电路、激光器TEC驱动控制电路、激光器光强监测电路分别采集激光器内部温度和环境温度、TEC驱动电流、激光器发光强度的状态值并上传到控制器模块，控制器模块选择环境温度、激光器温度、TEC驱动电流、激光器输出光强进行检测，根据内部的PID算法计算控制值，并通过激光器TEC驱动控制电路控制激光器内部TEC的温度，通过激光器驱动电路控制激光器驱动信号强度。

作为进一步优化的技术方案，所述的激光器内部温度和环境温度监测电路包括环境温度采集电路和激光器温度采集电路，所述环境温度采集电路包括串联的热敏电阻R5和电阻R3，热敏电阻R5和电阻R3之间的接点连接控制器模块，激光器温度采集电路包括串联的热敏电阻U2A和电阻R4，热敏电阻U2A和电阻R4之间的接点连接控制器模块，热敏电阻R5和热敏电阻U2A的另一端连接控制器模块的参考电压输出端，电阻R3和电阻R4接地。

作为进一步优化的技术方案，所述参考电压输出端和环境温度采集电路以及激光器温度采集电路之间还设置有缓冲器，所述缓冲器包括运算放大器U3和电阻R1，参考电压输出端和运算放大器U3的正向输入端相接，电阻R1跨接在运算放大器U3的反向输入端和输出端之间，运算放大器U3的输出端接环境温度采集电路以及激光器温度采集电路。

作为进一步优化的技术方案，所述的激光器内部温度和环境温度监测电路还包括电容C1、C2，电容C2接在温度采集电路的参考电压输入端和地之间，电容C1接在参考电压输出端和地之间，电容C1和C2为滤波电容。