气体传感器中半导体激光器的温度控制

摘要

不同气体分子由于其特征结构不同,对应于不同的吸收光谱,通过气体对特定波长光的吸收,形成了光谱吸收式气体传感器.在光谱吸收式气体浓度检测系统中,保证半导体激光器输出光波长的稳定性是最为重要的,而激光器的温度是影响输出波长的主要因素之一.目前,通常采用激光器内部的热敏电阻器作为激光器温度的测量依据,但受到激光器结构的限制热敏电阻器不能精确快速地指示激光器的温度,影响了检测系统的正常工作.为了解决这个问题,通过对垂直腔面发射半导体激光器应用的分析,在原有热敏电阻器的基础之上,加入对激光器输出波长的监测,形成了热敏电阻器与输出波长的双重检测的温度控制方案,改变传统的仅有热敏电阻器单参数的温度控制方案,形成双参数的数字PID控制决策,实验结果表明:光源温度偏差可以控制在0.01℃以内,进一步提高了光学气体传感器的工作稳定度.