半导体激光器温度控制系统研制

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1、学位论文原创性声明lIrrllrlrlrrlIlrllliY2312151本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：涩疋日期：弘J；年芏月，o日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授

2、权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：讧走日期：如·，年歹月，o日摘要随着传感、检测、通信等领域中光电器件的广泛应用，半导体激光器(LD)以其微型高效、结构简单和价廉等优点而占据突出发展前景位置。但这种器件工作过程中产生的内部热量会严重影响其性能参数，造成系统工作的不稳定，严重影响系统中器件的寿命，所以必须对半导体激光器进行温度控制。本论文设计一种基于微控制器的

3、高精度半导体激光器的温度控制系统，并针对半导体激光器恒温控制需要实时数据采集与精密控制的特点，利用MATLAB软件在计算机上建立半导体激光器温度调节模块的Simulink仿真模型。经几种算法的仿真和比较分析，选定采用模糊．Smith控制算法，其具有模糊算法调节时间短和超调量小的优点，同时也具有Smith算法鲁棒性好、稳态误差小和抗干扰性能好等优点。本论文在半导体激光器的温度控制系统以模块划分的基础上，分为硬件设计和软件设计两部分来阐述。其中硬件设计，采用了嵌入式(ARM)技术，系统的微控制芯片选用STM32F103VE。软件设计上，使用RealViewMDK开发环境编译程序并通过JL

4、INK下载器将系统的各部分程序载入微控制器，从而实现各模块的功能。本论文对整个温控系统进行了实验测试和系统的性能指标分析，结果表明：该系统的控制精度约为0．2。C，稳定度约为0．01℃，控温范围约为10℃-40℃。本温控系统结构简单、成本较低，并能满足半导体激光器恒温控制的要求。关键词：半导体激光器(LD)，半导体制冷器(TEC)，嵌入式技术，STM32微控制器，模糊．Smith控制AbstractWiththewideapplicationofsensing，detection，communications，andothermilitaryandcivilianfieldsofel

5、ectronicdevicesoroptoelectronicdevices，semiconductorlaser(LD)prominentdevelopmentprospectslocationforitsmicro．efficient．simplestructureandlOWcost．Theinternalheatgeneratedintheprocessofsuchdevicesworkwillseriouslyaffectitsperformanceparameters．causedbytheoperationofthesystemiSunstable．andserious

6、lyaffectthelifeofthedeviceinthesystem．SOtheneedforasemiconductorlasertemperaturecontr01．Thispaperpresentsahigh—precisiontemperaturecontrolsystemforsemiconductorlasersbasedonmicro．controller．andinaccordantewiththeneedoflriserdiodetemperaturecontrolreal．timedataacquisitionandprecisioncontrol。thec

7、haracteristicsofthesemiconductorlaserswereestablishedbasedonMATLABsoftwareonacomputertemperaturecontrolmoduleofSimulink’Ssimulationmodel．Thispaperselectedthefuzzy—Smithcontrolalgorithm，thefuzzyalgorithmofadjustingtheadvantagesofsh