[发明专利]一种激光器的高精度温控与驱动电路系统

说明书

本发明涉及激光器的温控与驱动电路系统，具体是一种可以实现对激光器工作温度以及驱动电流可变化调节输出的电路系统。本发明有效的解决了驱动电流的微小波动对单片集成混沌激光器进入混沌的路径以及输出的混沌信号状态的影响以及因温度的微小波动对混沌激光器波长和阈值电流的影响等问题。激光器的高精度温控与驱动电路设计主要包括温度控制模块，直流驱动模块，以及按键控制模块三部分。

技术领域

本发明涉及混沌激光器的高精度温控与驱动电路系统，具体是一种可以实现对激光器工作温度以及驱动电流可变化输出的电路系统。

背景技术

近几年，混沌信号在通信、传感、信息安全等领域显现出重要的应用价值。目前混沌信号的产生主要有两种方式：一、分立器件产生混沌信号；二、集成混沌激光器产生混沌信号。但是，分立器件产生混沌信号，其结构复杂、且易受环境影响、输出不稳定、不利于混沌信号的应用。集成混沌激光器作为一种新型的光电子器件，具有体积小、易于其他系统集成、可以输出稳定可靠的宽带混沌信号等优点，成为现在的研究热点。混沌激光器使用的增益介质是砷化镓、磷化铟等材料，其特性对温度很敏感，而温度的变化对激光器的波长和阈值电流均有影响，最终将导致激光器输出混沌状态不稳定。并且偏置电流对激光器进入混沌的路径以及输出的混沌信号状态都有重要的影响，因此对混沌激光器进行高精度温度控制和直流驱动控制十分重要。

目前，现有激光器的温控源与驱动源控制精度较低，无法满足混沌激光器稳定运行的要求；体积较大且价格昂贵如Semicon公司的LCM-6000温度控制精度为0.01℃，但是体积较大，不利于系统集成化。基于此，有必要发明一种全新的混沌激光器的温度与驱动控制系统，以解决现有混沌激光器温控源与驱动源存在的上述问题。

发明内容

本发明为解决现有激光器温控源与驱动源存在的精度控制低以及价格昂贵、体积大不利于系统集成化的问题，提出了一种激光器高精度温控与驱动电路系统。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种激光器的高精度温控与驱动电路系统，包括按键控制模块、与按键控制模块信号输出端相连接的STM32、与STM32信号输出端相连接的双通道的数字电位计；还包括电阻R₀、R₂、预设电阻R₁以及参考电阻R₄；数字电位计的第一通道的输出电阻R₃、激光器的热敏电阻R_th、参考电阻R₄、以及电阻R₀、R₁、R₂共同构成惠斯通电桥网络，作为等效的惠斯通电桥温度采集、转化电路，其中电阻R₂、R₀、R₁顺次串接，R₄的一端与R₁相连接，R₄的另一端与R_th的输出端相连接；R₃的输出端连接在R₂和R₀之间；R₂的一端与R₀连接，R₂的另一端接地；还包括高控温精度的ADN8830芯片、基于RC的PID温度补偿网络、TEC控制与功率放大电路；ADN8830芯片的THERMIN端为测温输入端，与激光器热敏电阻R_th输出端相连接，R₀与R₁相连接的一端作为输出端与ADN8830芯片的TEMPSET端连接，R₁与R₄相连接的一端作为输出端与ADN8830芯片的VREF端连接；PID温度补偿网络输出端与ADN8830的TEMPCTL端、COMPFB端、COMPOUT端双向连接，ADN8830的输出端与TEC控制与功率放大电路输入端单向连接，TEC控制与功率放大电路输出端与激光器TEC的输入端相连接；所述ADN8830芯片、等效的惠斯通电桥温度采集、转化电路、基于RC的PID温度补偿网络、TEC控制与功率放大电路共同构成温度控制模块；