專利名稱：基于溫度及功率反饋控制的sled光源的制作方法
技術領域：
基于溫度及功率反饋控制的SLED光源技術領域[0001]本實用新型涉及寬光譜光源，具體地，涉及超輻射發光二極管(SLED)光源。
背景技術：
[0002]超輻射發光二極管光源是寬光譜干涉，如光纖陀螺、光纖振動傳感采用的光源，其 具有短時間相干性和長空間相干性的特點，其光源輸出(光譜、功率)的穩定性對光纖陀 螺、光纖振動傳感等應用有重要影響，因此，現有SLED光源便采用溫度控制反饋或光功率 反饋控制來穩定光源輸出。[0003]溫度控制反饋的SLED光源主要由恒流源、SLED激光管、熱敏電阻、溫控電路和制 冷器組成，其通過熱敏電阻測量SLED激光管溫度，通過溫控電路調整半導體制冷器，進而 調整激光管溫度，從而達到控制SLED光源輸出穩定光譜和功率的目的。[0004]光功率反饋控制的SLED光源主要由SLED激光管、光電二極管、A/D轉換電路和控 制電路組成，其通過光電二極管測量SLED激光管輸出功率的變化，進而調整輸出功率，從 而達到控制SLED光源輸出穩定光譜和功率的目的。[0005]上述兩方案中，溫度控制反饋方案較為簡單，可行性較高，但控制穩定度受外界溫 度影響，因此，這種方案并不能保證光源輸出穩定；光功率反饋控制方案直接對光功率進行 控制，可實現輸出光功率穩定，但由于光源內部溫度變化，及光譜受溫度影響較大，因此，這 種方案也不能保證光源輸出穩定。實用新型內容[0006]本實用新型的目的在于提供一種基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，以解決 現有SLED光源不能保證輸出功率和光譜均穩定的問題。[0007]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案[0008]一種基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，包括SLED激光管，溫度測量及反饋 控制模塊，光功率測量及反饋控制模塊，功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊和電源模 塊，所述溫度測量及反饋控制模塊用于測量及反饋控制SLED激光管的溫度，以使其保持基 本恒定，所述光功率測量及反饋控制模塊與功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連 接，用于測量SLED激光管發出的激光的功率，并在光功率變化小于O. 05mW時向功率輸出控 制、顯示控制及光源控制模塊發出反饋控制信號，所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制 模塊與SLED激光管電連接，用于接收功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊發出的反饋 控制信號并控制SLED激光管的輸出功率，所述電源模塊與SLED激光管電連接，用于為SLED 激光管供電。[0009]優選地，所述溫度測量及反饋控制模塊包括PID控制裝置和半導體制冷器。[0010]優選地，所述光功率測量及反饋控制模塊包括用于測量光源輸出光強或光功率并 將其轉化為電信號的PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件產生的電信 號的電信號放大電路，用于采集經電信號放大電路放大的電信號的A/D轉換芯片，和用于計算光功率變化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、電信號放大電路、A/D轉換芯片和 ARM芯片依次電連接，所述ARM芯片與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連接。[0011]優選地，所述電信號放大電路為10倍放大倍數的電壓信號放大電路。[0012]優選地，所述A/D轉換芯片為24位A/D轉換芯片。[0013]優選地，所述A/D轉換芯片通過SPI串口與ARM芯片電連接。[0014]優選地，所述ARM芯片通過RS-232串口與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控 制模塊電連接。[0015]優選地，所述基于溫度及功率反饋控制的SLED光源還包括2分2光均分耦合器， 所述2分2光均分I禹合器的輸入端與SLED激光管的輸出連接,輸出端一端連接至光路,另 一端連接至光功率測量及反饋控制模塊的PIN-FET光接收器件。[0016]優選地，所述SLED激光管與溫度測量及反饋控制模塊一同封裝在金屬殼內。[0017]本實用新型的有益效果為通過采用基于溫度及光功率反饋控制的兩套相互獨立 的反饋控制系統，對SLED激光管進行溫度控制為主，功率控制為輔的控制，保證了光源輸 出功率和光譜的同時穩定，提高了 SLED光源的輸出穩定性。
[0018]圖1是本實用新型實施例的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源的結構示意 圖；[0019]圖2是用于圖1所示的SLED光源的光功率測量及反饋控制模塊的結構示意圖。[0020]圖中1、SLED激光管；2、溫度測量及反饋控制模塊；3、光功率測量及反饋控制模 塊；4、功率輸出控制、顯控制及光源控制模塊；5、電源模塊；6、2分2光均分稱合器。
具體實施方式
[0021]下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本實用新型。[0022]如圖1 2所示，本實施例的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源包括SLED激 光管1，溫度測量及反饋控制模塊2，光功率測量及反饋控制模塊3，功率輸出控制、顯示控 制及光源控制模塊4和電源模塊5，所述溫度測量及反饋控制模塊2用于測量及反饋控制 SLED激光管I的溫度，以使其保持基本恒定，所述光功率測量及反饋控制模塊3與功率輸 出控制、顯示控制及光源控制模塊4電連接，用于測量SLED激光管I發出的激光的功率，并 在光功率變化小于O. 05mW時向功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4發出反饋控制信 號，所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4與SLED激光管I電連接，用于接收功率 輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4發出的反饋控制信號并控制SLED激光管I的輸出功 率，所述電源模塊5與SLED激光管I電連接，用于為SLED激光管I供電。[0023]所述溫度測量及反饋控制模塊2包括PID控制裝置和半導體制冷器，所述半導體 制冷器用于執行溫度控制。[0024]所述光功率測量及反饋控制模塊3包括用于測量光源輸出光強或光功率并將其 轉化為電信號的高靈敏PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件產生的電 信號的電信號放大電路，用于采集經電信號放大電路放大的電信號的A/D轉換芯片，和采用均值算法計算光功率變化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、電信號放大電路、A/D轉 換芯片和ARM芯片依次電連接，所述ARM芯片與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模 塊4電連接。[0025]所述電信號放大電路為10倍放大倍數的電壓信號放大電路。[0026]所述A/D轉換芯片為24位高精度A/D轉換芯片。[0027]所述A/D轉換芯片通過SPI串口與ARM芯片電連接。[0028]所述ARM芯片通過RS-232串口與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4 電連接。[0029]優選地，所述基于溫度及功率反饋控制的SLED光源還包括2分2光均分耦合器6， 所述2分2光均分f禹合器6的輸入端與SLED激光管I的輸出連接,輸出端一端連接至光路, 另一端連接至光功率測量及反饋控制模塊3的PIN-FET光接收器件。[0030]優選地，所述SLED激光管I與溫度測量及反饋控制模塊2 —同封裝在散熱性好的 金屬殼內，僅保留功率控制接口，用于功率設定、調整，及功率反饋控制。[0031]為保證光源輸出光的光譜、光功率同時達到穩定，系統以溫度反饋控制為主，光功 率反饋控制為輔。[0032]光功率反饋控制的目的是彌補溫度反饋滯后性，對光源光功率做微小反饋控制。 因SLED激光管的光譜輸出、光功率輸出都與溫度變化有關，故若一味控制光功率輸出，則 容易造成SLED激光管發射光譜變化，包括中心波長漂移，譜寬變化等問題，造成光功率穩 定，但光譜不穩定。因此，光功率反饋控制僅用于微小功率變化控制。此外，SLED激光管工 作初始30分鐘內不進行光功率反饋控制，因為工作初始狀態SLED激光管受溫度等影響，工 作處于不穩定狀態，若在此時采用光功率控制，則僅得到光功率穩定，光譜不穩定的光源。[0033]根據試驗，當溫度基本不變時，SLED光源光功率變化小于O. 05mff時，中心波長變 化、譜寬變化可以忽略，因此SLED光源光功率變化應在O. 05mff范圍內調整，超過則不進行 反饋控制。[0034]當探測到輸出光功率微小變化后，ARM芯片通過RS-232串口將控制信息發送至功 率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4，該模塊通過控制信息，結合功率調整小于O. 05mff 的限制條件進行功率輸出調整，通過調整輸出電壓控制SLED激光管I的功率輸出。[0035]功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊4通過液晶屏顯示當前SLED光源狀態， 包括激光開/關狀態，光功率設定數值，光源開啟時間；通過按鍵設置實現對光源常用功能 的控制，如增加、減小光功率調整步長，設定光功率等；通過調節功率輸出接口進行光源功 率設置、調整。[0036]電源模塊5輸出電壓為±5V, ± 12V,電流3A ;輸入電壓為220V±22V。[0037]本實用新型解決了現有SLED光源不能保證輸出功率和光譜均穩定的問題，具有 光源輸出穩定性高的優點，適合對光源光譜及光功率的穩定性要求較高的系統使用，從而 有助于提高光學系統的穩定性和可靠性。[0038]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于包括SLED激光管，溫度測量及反饋控制模塊，光功率測量及反饋控制模塊，功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊和電源模塊，所述溫度測量及反饋控制模塊用于測量及反饋控制SLED激光管的溫度，以使其保持基本恒定，所述光功率測量及反饋控制模塊與功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連接，用于測量SLED激光管發出的激光的功率，并在光功率變化小于O. 05mW時向功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊發出反饋控制信號，所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊與SLED激光管電連接，用于接收功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊發出的反饋控制信號并控制SLED激光管的輸出功率，所述電源模塊與SLED激光管電連接，用于為SLED激光管供電。
2.根據權利要求1所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述溫度測量及反饋控制模塊包括PID控制裝置和半導體制冷器。
3.根據權利要求1所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述光功率測量及反饋控制模塊包括用于測量光源輸出光強或光功率并將其轉化為電信號的PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件產生的電信號的電信號放大電路，用于采集經電信號放大電路放大的電信號的A/D轉換芯片，和用于計算光功率變化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、電信號放大電路、A/D轉換芯片和ARM芯片依次電連接，所述ARM芯片與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連接。
4.根據權利要求3所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述電信號放大電路為10倍放大倍數的電壓信號放大電路。
5.根據權利要求3所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述A/D轉換芯片為24位A/D轉換芯片。
6.根據權利要求3所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述A/D轉換芯片通過SPI串口與ARM芯片電連接。
7.根據權利要求3所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述ARM芯片通過RS-232串口與所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連接。
8.根據權利要求3所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述基于溫度及功率反饋控制的SLED光源還包括2分2光均分耦合器，所述2分2光均分耦合器的輸入端與SLED激光管的輸出連接，輸出端一端連接至光路，另一端連接至光功率測量及反饋控制模塊3的PIN-FET光接收器件。
9.根據權利要求1所述的基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其特征在于所述SLED激光管與溫度測量及反饋控制模塊一同封裝在金屬殼內。
專利摘要本實用新型公開了一種基于溫度及功率反饋控制的SLED光源，其包括SLED激光管，溫度測量及反饋控制模塊，光功率測量及反饋控制模塊，功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊和電源模塊，所述溫度測量及反饋控制模塊用于測量及反饋控制SLED激光管的溫度，以使其保持基本恒定，所述光功率測量及反饋控制模塊與功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊電連接，用于測量SLED激光管發出的激光的功率，并在光功率變化小于0.05mW時向功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊發出反饋控制信號，所述功率輸出控制、顯示控制及光源控制模塊與SLED激光管電連接。本實用新型解決了現有SLED光源不能保證輸出功率和光譜均穩定的問題。
文檔編號H05B37/02GK202857050SQ20122044395
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者常洋, 茍武侯, 李剛 申請人:北京航天易聯科技發展有限公司