[發明專利]一種可調諧激光器的控制電路及控制方法

在審

• 申請號: 201910537004.6
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110148878A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 姜明順;田園;張法業;張雷;隋青美
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S5/042;G05D23/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，包括：輸出光波長調諧控制電路；所述輸出光波長調諧控制電路包括：依次連接的FPGA控制器、DA轉換芯片和壓控恒流電路；

所述FPGA控制器輸出控制信號給DA轉換芯片，DA轉換芯片將接收到的控制信號轉換為電壓信號，并發送至壓控恒流電路，壓控恒流電路將電壓信號轉換為電流信號輸入到可調諧激光器；通過控制輸入到可調諧激光器的電流信號，能夠實現對可調諧激光器輸出光波長以及光功率的調諧。

2.如權利要求1所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，所述壓控恒流電路的輸出電流與輸入電壓具有線性關系。

3.如權利要求1所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，所述壓控恒流電路包括：采樣電阻R5，壓控恒流電路的輸出電流是采樣電阻R5兩端電壓差值Va1-Vb1與采樣電阻R5阻值的比值；采樣電阻R5的兩端分別依次連接電壓跟隨器、反饋電阻后接入運算放大器U1的同相輸入端和反向輸入端；運算放大器U1的同相輸入端經過電阻R1連接到輸入電壓Vin，運算放大器U1的反相輸入端經過電阻R2接地；運算放大器U1的輸出端連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發射極連接采樣電阻R5。

4.如權利要求1所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，所述壓控恒流電路分別連接可調諧激光器的輸出光反射區、輸出光相位區以及輸出光增益區。

5.如權利要求1所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，還包括溫度控制電路，所述溫度控制電路包括：依次連接的溫度設定電路、差值電壓計算電路、PID控制器和TEC控制器；

所述溫度設定電路提供可調諧激光器內部控制溫度所對應的參考電壓值信號，并將電壓值信號送至差值電壓計算電路；所述差值電壓計算電路計算上述電壓值與可調諧激光器內部反饋溫度對應的電壓值的差值；所述差值作為偏差信號送入PID控制器；所述PID控制器根據偏差信號對電壓值進行整定，整定后的電壓值輸入至TEC控制器；所述TEC控制器根據整定后的電壓值輸出激光器內部調節溫度所需的控制電流。

6.如權利要求5所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，可調諧激光器內部NTC熱敏電阻反饋的電壓值為可調諧激光器內部溫度對應的電壓值，TEC控制器輸出的控制電流信號送入可調諧激光器內部TEC模塊，來調節可調諧激光器內部溫度。

7.如權利要求5所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，所述PID控制器的整定結果為：

當所述差值電壓大于所述參考電壓時，輸出電壓穩定到0V；

當所述差值電壓小于所述參考電壓時，輸出電壓穩定到供電電壓VCC；

當所述差值電壓等于所述參考電壓時，輸出電壓穩定到所述參考電壓。

8.如權利要求5所述的一種可調諧激光器的控制電路，其特征在于，所述溫度設定電路采用滑動變阻器分壓實現。

9.一種可調諧激光器的控制方法，其特征在于，包括：FPGA控制器輸出控制信號到DA轉換芯片，DA轉換芯片輸出穩定變換的電壓信號，將電壓信號轉換為電流信號后作為可調諧激光器的輸入電流；通過改變輸入到可調諧激光器的電流值，能夠直接影響激光器輸出光波長以及光功率，實現輸出光波長的調諧控制。

10.如權利要求9所述的一種可調諧激光器的控制方法，其特征在于，還包括：可調諧激光器內部NTC熱敏電阻將溫度反饋對應的電壓與溫度設定值對應的電壓做差，所述差值輸入PID控制器進行電壓整定，整定后的電壓輸入到TEC控制器，TEC控制器對可調諧激光器內部TEC模塊進行控制，實現可調諧激光器的溫度控制。