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高精度半导体激光器温度传感与控制系统
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在精密测量、激光测距、激光准直、光信息处理、光存储、光计算机以及激光引信等方面，半导体激光器具有超小型，高效率、结构简单、成本低、易于调制等优点，获得了广泛的应用。但是温度的不稳定严重影响了半导体激光器的工作状态，同时使得半导体激光器的输出波长发生漂移，大大影响了迈克尔逊干涉测量。因此在实际应用半导体激光器的时候，必须对其工作温度进行精密控制。
本文以半导体激光器温度控制为目的，利用RC串联系统充放电原理与热敏电阻的温度特性，设计了高精度宽范围的温度传感威廉希尔官方网站 ，并通过设计二次充放电威廉希尔官方网站 加快充放电时间，缩短测量时间。针对此系统，利用FPGA+USB的架构，设计用于数据采集的相差脉冲计数模块以及用于数据通讯的USB接口模块。最后，利用固件程序配置USB芯片CY7C68013A，将温度数据通过USB传输到上位机，通过TEC半导体制冷器驱动威廉希尔官方网站 对激光器加热或者制冷，并对实验进行了相关的分析。主要研究内容如下：
首先，简单介绍了半导体激光器的特性，分析了影响半导体激光器输出波长的各种因素，得出了温度是重要因素的结论，并结合迈克尔逊干涉实验，从干涉条纹质量的角度说明了对其进行温度控制的必要性。
其次，选驭了热敏电阻为温度传感器，通过与传统电桥威廉希尔官方网站 比较分析，利用热敏电阻的负温度系数特性设计了RC串联充放电威廉希尔官方网站 ，其中包括正弦信号源产生设计，二阶滤波威廉希尔官方网站 设计，放大与比较威廉希尔官方网站 设计等。在此基础上设计和分析了加快充放电时间的二次充放电威廉希尔官方网站 ，也从数学角度分析了电阻与温度的关系以及比较电压选取等，同时也简单介绍了整体威廉希尔官方网站 PCB板的制作。
第三，系统采用FPGA+USB的架构，FPGA作为控制器，USB作为数据的传输通道。介绍了FPGA与USB相关技术，利用Verilog语言设计了威廉希尔官方网站 产生的脉宽脉冲计数模块以及数据通讯的USB的接口模块。软件上，设计了USB驱动程序，USB控制芯片的固件程序，与PC通信的Nios II程序。上位机界面在VC++6.0平台下开发，实时显示数据，并控制下位机通过TEC驱动威廉希尔官方网站 驱动TEC进行温度自动调节。
最后，对系统实验进行分析。
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