[发明专利]VCSEL激光器温度控制方法及设备

说明书

本发明提供了一种VCSEL激光器温度控制方法及设备。所述方法包括：将热敏电阻及数字电位器分别与全差分仪表放大电路相连，将温度差分信号输入到模数转换器并初始化电路；根据VCSEL激光器目标工作温度设定数字电位器的阻值，根据集成数控恒流源输出电流设定寄存器值，采用集成数控恒流源控制热敏电阻及数字电位器；热敏电阻和数字电位器构成电桥电路，采用电桥电路得到温度误差数字信号，根据温度误差数字信号确定控制步长及控制量；根据控制步长及控制量，控制集成数控恒流源输出第一电流驱动半导体制冷器进行温控。本发明可以有效简化电路复杂度，提高温度采样分辨率，拓宽温度调节的范围，增强了激光波长的稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及激光器控制技术领域，尤其涉及一种VCSEL激光器温度控制方法及设备。

背景技术

VCSEL激光器（垂直腔面发射激光器）广泛应用于光通信、原子钟、光存储、激光雷达、精密测量等领域，作为光源的VCSEL激光器，其性能将直接影响所在系统的性能指标。用于精密测量等领域的VCSEL激光器对波长和频率精度要求较高，输出激光的波长与工作电流成线性关系，属于较易控制的变量。但是，VCSEL激光频率对温度较为敏感，需要使VCSEL激光器的温度保持高度稳定，为了提高精密测量系统的长期稳定性和短期稳定性，必须保证VCSEL激光器的温度调整精度。因此，开发一种VCSEL激光器温度控制方法及设备，可以有效克服上述相关技术中的缺陷，就成为业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种VCSEL激光器温度控制方法及设备。

第一方面，本发明的实施例提供了一种VCSEL激光器温度控制方法，包括：将热敏电阻及数字电位器分别与全差分仪表放大电路相连，将温度差分信号输入到模数转换器并初始化电路；根据VCSEL激光器目标工作温度设定数字电位器的阻值，根据集成数控恒流源输出电流设定寄存器值，采用集成数控恒流源控制热敏电阻及数字电位器；热敏电阻和数字电位器构成电桥电路，采用电桥电路得到温度误差数字信号，根据温度误差数字信号确定控制步长及控制量；根据控制步长及控制量，控制集成数控恒流源输出第一电流驱动半导体制冷器进行温控。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的VCSEL激光器温度控制方法，在所述控制集成数控恒流源输出第一电流驱动半导体制冷器进行温控之后，还包括：若改变VCSEL激光器的工作温度范围，则通过改变数字电位器的阻值并调整集成数控恒流源输出的第三电流，改变VCSEL激光器的工作温度的数值。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的VCSEL激光器温度控制方法，所述将热敏电阻及数字电位器分别与全差分仪表放大电路相连，包括：将热敏电阻及数字电位器分别与全差分仪表放大电路的第二电阻和第三电阻相连；其中，数字电位器的电阻为第一电阻。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的VCSEL激光器温度控制方法，所述采用集成数控恒流源控制热敏电阻，包括：采用集成数控恒流源输出的第二电流驱动热敏电阻。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的VCSEL激光器温度控制方法，所述采用集成数控恒流源控制数字电位器，包括：采用集成数控恒流源输出的第三电流驱动数字电位器。

在上述方法实施例内容的基础上，本发明实施例中提供的VCSEL激光器温度控制方法，所述采用电桥电路得到温度误差数字信号，包括：采用电桥电路将温度误差转换为误差电压信号，模数转换器将误差电压信号转换为温度误差数字信号。