用于SERF原子磁力仪的DFB激光器温度控制系统

摘要

由于分布反馈式（DFB）激光器的工作温度会影响其激射波长,降低无自旋交换弛豫（SERF）原子磁力仪的磁场测量灵敏度,以TMS320LF2812为核心控制器,采用数字比例-积分-微分（PID）控制技术,设计并研制了一种高精度、高稳定性DFB激光器温度控制系统。在硬件电路设计方面,由温度控制前向通路和温度采集后向通路组成,构成完整的闭环温度控制结构。软件设计中,采用ZieglerNichols工程整定方法,实现对P、I和D三个参数的整定。以中心波长为852 nm的DFB激光器为被控对象,利用该温度控制系统对其进行了温度控制实验。实验结果表明:系统的有效控温范围为5~60℃,控温精度为±0.02℃,稳定时间为20 s。并且在长时间（220 min）测试中,DFB激光器工作温度稳定性优于7.9×10-4（RMS）,为其在SERF原子磁力仪的实用化方面提供了性能保障。