【摘 要】
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为了满足长距离高精度光纤时间频率传递的要求,本文设计出了一套对高稳定性半导体激光器(Lase rDiode,LD)进行精密温度控制的高精度系统。本系统以C8051F350混合信号微控器为
【机 构】
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中国科学院国家授时中心; 中国科学院时间频率基准重点实验室; 中国科学院大学; 西安电子科技大学;
【基金项目】
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广东省重点领域研发计划（2018B030325001）;中国科学院战略性先导科技专项（B类）（XDB21030200）项目资助
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为了满足长距离高精度光纤时间频率传递的要求,本文设计出了一套对高稳定性半导体激光器(Lase rDiode,LD)进行精密温度控制的高精度系统。本系统以C8051F350混合信号微控器为核心处理器,所控激光器采用直接调制型数字式蝶形激光器FLD5F15CX,内部温度控制模块采用程控调节的PID温度控制算法;外部控温部分由热敏电阻、半导体制冷器(Thermo Electric Cooler,TEC)以及特殊设计的导热结构搭建而成的两路负反馈温度调节模块构成,并采用脉冲宽度调制(PulseWidth Modulation,PWM)模拟控制方式对输出电流进行控制,创新性的使用平均值滤波的方法处理两路采样反馈电路的反馈值,内外结合控制激光器的温度和输出光功率的稳定度。通过实验仿真和建立数学模型对PID参数进行优化,实现了对激光器更精确的温度控制,完成了精密控温系统的搭建,温度控制精度可达1mk以内。所设计的温度控制系统控制精度高,具有很高的实时性,满足激光波长自动跟踪系统设计要求,可克制双向传输延时的不对称性,进一步提高光纤时间传递的准确度和稳定度。
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