光纤光源温度动态特性分析及控制

２００６年３月第３２卷第３期
北京航空航天大学学报
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ
Ｍａｒｃｈ２００６
Ｖ０１．３２Ｎｏ．３光纤光源温度动态特性分析及控制
马迎建简红清石多
（北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京１０００８３）（中国机械装备研究院，北京１０００８９）
摘要：根据半导体热电致冷器（ＴＥＣ）工作的基本原理，分析了光纤光源模块的温度动态特性，建立了与之对应的数学模型．对光源模块进行了实际实验测试，采用多点频率的工作电流驱动ＴＥＣ模块，通过光源模块内部的热敏元件采样光源管芯温度的动态数据，用最小
二乘法进行数据拟合，得到了与数学模型十分接近的结果，因此可以确定数学模型中的待定参数．采用ＭＡＸｌ９７８单片ＴＥＣ控制器，根据温度动态特性数学模型设计了最优的比例积分微分（ＰＩＤ）补偿网络，实现了光纤光源的温度控制系统，得出了ＴＥＣ温度控制系统对光源有良好的
控制精度和稳定性．
关键词：光纤光源；温度控制；热电致冷器；比例积分微分补偿网络
中图分类号：ＴＮ２５３
文献标识码：Ａ文章编号：１００１．５９６５（２００６）０３．０３２４．０４
Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆ
ｏｐｔｉｃ—ｆｉｂｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ
ＭａＹｉｎｇｊｉａｎＪｉａｎＨｏｎｇｑｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＯｐｔｏ－ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
ＳｈｉＤｕｏ
（ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲ＆Ｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｂａｓｉｃｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅ
ｔｈｅｒｍｏ－ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒ（ＴＥＣ），ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃ－ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃ—ｆｉｂｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｍｏｄｕｌｅＷａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓｔｏｉｔｓ．Ｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｓｔｔｏｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｍｏｄｕｌｅ，ｔｈｅＴＥＣｍｏｄｕｌｅｗａｓｄｒｉｖｅｎｂｙｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔｆｒｅｑｕｅｎｅｙｏｆｗｏｒｋｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ，ａｎｄｄｙｎａｍｉｃｄａｔａｏｆｌｉｇｈｔＳＯＵｒＣｅｃｏｒｅ’ｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＷａｓｓａｍｐｌｅｄｗｉｔｈｓｅｎｓｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ａｎｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｄａｔａｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｎｄｆｉｔｗｉｔｈｌｅａｓｔ—ｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔＷａｓｃｌｏｓｅｔｏｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌ，ＳＯｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．ＭＡＸｌ９７８ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｆｏｒＰｅｈｉｅｒｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒｍｏｄｕｌｅＷａｓｕｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｂｅｓｔｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ—ｉｎｔｅｇｒａｌ—ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ（ＰＩＤ）ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌＷａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ
ｏｆｔｈｅ
ｏｐｔｉｃ－ｆｉｂｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｗａｓａｃｈｉｅｖｅｄ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ
ｓｈｏｗｓｔｈａｔＴＥＣｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｃａｎｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｐｒｅｃｉｓｅｌｙ
ａｎｄｓｔｅａｄｉｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃ—ｆｉｂｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｈｅｒｍｏ—ｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｏｌｅｒ；ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ—ｉｎｔｅｇｒａｌ—ｄｉｆｆｅｒ—ｅｎｔｉａｌｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ
随着光纤通信和光纤传感技术的迅速发展，光纤技术被广泛应用于军事和民用领域，其中光纤陀螺就是非常重要的方面．光纤陀螺采用的是超辐射发光二极管（ＳＬＤ）光源，光纤陀螺的精度受ＳＬＤ光源的稳定性影响很大，要求ＳＬＤ光源具有很高的光功率和光谱稳定性，ＳＬＤ光源的稳定性又主要受到环境温度的影响¨３｜．因而，分析光纤陀螺光源温度动态特性，建立其温度响应的数
收稿日期：２００５．０３—２９
第３期马迎建等：光纤光源温度动态特性分析及控制３２５
学模型，研究高精度光源温度控制系统，对光纤陀螺技术的发展以及其它光电技术的发展有着重要的意义．
１温度动态特性分析及建模
１．１ＴＥＣ工作原理
光纤光源组件由超辐射发光管管芯、半导体热电致冷器（ＴＥＣ）、负温度系数（ＮＴＣ）热敏电阻及尾纤组成，如图１所示．ＴＥＣ工作原理Ｈ１是以珀尔帖效应为基础，当电流流过ＴＥＣ时，热量由ＴＥＣ的一侧传送到另一侧，表现为其一端致冷，另一端加热；如果电流的方向反向，则致冷与加热的两端也会反转，即原来加热的一端变为冷，原来致冷的一端变为加热．热敏电阻是由电阻温度系数大的半导体材料制成的电阻元件，电阻温度系数为负值，在高精度温度控制时，温度变化很小，热敏电阻工作在线性区．温度控制系统通过对热敏电阻的监测，自动调节驱动ＴＥＣ的电流大小和方向，对光源模块加热或致冷，实现对光源管芯温度控制．
Ｒｔ
ＴＥＣ＋ＮＴＣ热敏电阻
半导体
１．．一
热电ＳＬＤ
ＴＥＣ—管芯
致冷器
ＮＴＣ热敏电阻
光源组件
Ｒｔ
图１光源组件结构框图
１．２数学模型建立
在控制过程中，ＴＥＣ模块存在珀尔帖效应、傅里叶效应和焦耳效应等影响管芯温度的物理效应，管芯温度与驱动电流的关系可用一阶惯性环节来表示；光源模块管芯温度的变化最终导致热敏电阻的阻值变化，但是热敏电阻存在响应延时，也可以用一阶惯性环节来表示．因而，根据光源温度动态特性这一物理过程，可以建立热敏电阻输出的温度信号对温控电流响应的数学模型：Ｇ（ｏ＝黹＝两ｉ而（１）
式中，Ｖ。

（ｓ）为热敏电阻上的采样电压，Ｖ；，，（ｓ）为ＴＥＣ驱动电流，Ａ；ｋ取决于ＴＥＣ的珀尔帖系数、热敏电阻温度系数和外接电路等因素，在高精度温控条件下，可以认为是常数，ｖＨｚ２／Ａ．光纤光源温度动态特性响应模型主要由２个极点来表示，第１个极点Ｐ，是由系统热容热阻等参数引起的主极点，Ｈｚ；第２个极点Ｐ：由热敏电阻传感器的响应延时所引起的次极点，Ｈｚ．
１．３模型参数确立
通过实验证明模型的可靠性，并针对实际光源给出模型的待定参数．光纤光源温度动态特性实验原理如图２所示．本研究采用信息产业部电子４４所的中心波长为１３００ｎｍ的８脚碟形ＳＬＤ光源，具有高输出功率、宽光谱、短时间相干性、长空间相干性和低强度噪声等优点．
图２实验原理图
在光源的ＴＥＣ＋和ＴＥＣ一之间加一个电压激励信号Ｕ。

＝Ｕ。

ｓｉｎｆｉ，由于ＴＥＣ的电阻很小，一般为２～３Ｑ，而外加电阻Ｒ，足够大，因而输人信号
可以看成是电流信号，，＝Ｉｏｓｉｎ乒，其中Ｉｏ＝Ｆｔｄ
保持输入电压的幅度不变，使通过ＴＥＣ的电流频率在１～１ｘ１０４ｍＨｚ之间变化．由于ＴＥＣ上有电流通过，ＴＥＣ改变光源内部温度，最终导致热敏电阻的阻值发生变化．假设在２５℃的条件下，有Ｒ，＝Ｒ：，则此时的电压输出Ｕ。

＝０，因而热敏电阻阻值的变化可转换为输出电压的变化，计算推导如下：
Ｒ
ＡＵ—ｔ２赢。

２Ｖｃｃ—亿ｃ＝
黼∽。

豢·Ｖ。

（２）
瓦而’ｏ２瓦。

ｃｃＬｚ，式中，ＡＲ＝Ｒ。

一Ｒ２《Ｒ２．在１—１×１０４ｍＨｚ之间进行Ⅳ个频率点测试，通过精确测试仪器测量在Ⅳ个采样频率点处通过Ｒ。

的交流信号Ｕ。

的幅度和它与激励信号ｕ。

的相位延时．
通过对３只标准的ＳＬＤ光源做多次重复性实验，利用实验测量数据绘制幅频和相频特性曲线，并通过最小二乘法拟合，计算出模型待定参数：ｋ＝７．８９６，Ｐ。

＝０．０２，Ｐ：＝１，３只标准光源的实际测量数据绘制的幅频和相频曲线与模型ｂｏｄｅ图
３２６北京航空航天大学学报２００６年见图３．
从图３中可看出，以模型为基础的拟合曲线
与Ⅳ点采样频率测试数据非常接近，从而证明对
光源温度动态特性分析及实验方法是可行的．
Ｏ
－２０
兽－４０
褶一６０
磐．８０
．１００
１
∞勺＼
幅磐
频率／Ｈｚ
ａ幅频特性曲线
０ｌ
频率／Ｈｚ
ｂ相频特性曲线
图３３只标准光源的实际测试数据和模型仿真曲线
２ＴＥＣ温度控制电路
２．１ＴＥＣ温度控制原理
典型的ＴＥＣ温度控制阻７３由３部分组成：误差放大器、比例积分微分（ＰＩＤ）补偿网络和输出功
设定点率驱动器．误差放大器部分提供设定点温度电压与温度敏感器敏感到的负载器件实际温度之间的误差量，并放大；ＰＩＤ补偿网络用来补偿光源的温度响应延时，使光源有最优的控制，是ＴＥＣ温度控制最关键的一部分；输出功率驱动器用于驱动ＴＥＣ，一般采用脉宽调制（ＰＷＭ）方式，场效应管工作在饱和状态，而不是线性区域，只有当需要向负载供电时才导通，由４个场效应管构成Ｈ桥结构，可以让电流以不同方向流过负载，从而实现致冷和加热．由于场效应管只有在导通的时候才有电流，因而ＰＷＭ方法可以有效地降低热量的损耗，工作效率高达８０％～９０％．
ＭＡＸｌ９７８是ＭＡＸＩＭ公司研制用于半导体热电致冷器模块的最小、最安全、最精确的完全单片温度控制器．
通过一个斩波自稳零仪表放大器和一个高精度的积分放大器，组成一个ＰＩＤ控制网络；仪表放大器与外部ＮＴＣ热敏电阻连接；ＭＯＳＦＥＴ驱动器实现ＰＷＭ输出．单片ＭＡＸｌ９７８实现ＴＥＣ温度控制原理如图４所示．
２．２ＰＩＤ补偿网络设计
根据前面分析计算得出实际光源温度动态响应数学模型，选择ＴＥＣ温度控制ＰＩＤ补偿网络参数，研究符合要求的光源温度控制系统．ＰＩＤ补偿网络结构如图５所示．
图４ＴＥＣ温度控制原理
图５ＰＩＤ补偿网络
ＰＩＤ补偿网络的传递函数如下：
ｍ，＝等等Ｐ告等Ｐ㈤
ｓＬｓ＋１，Ｌｓ＋，，
通过计算，确定Ｒ，，Ｒ：，凡和Ｃ。

，ｃ：，Ｇ的值，其中ｚ，＝１／（Ｃ：×Ｒ，）＝１是为了使相位延时不超过１３５。

，ｚ：＝１１（Ｃ。

×Ｒ：）＝５是为消除第２个极点，使系统有比较好的相角裕度，Ｐ，＝１／（Ｃ，ｘＲ。

）＝１００，Ｐ２＝１／（Ｃ３×Ｒ３）＝２００，ｋ＝１０．
第３期马迎建等：光纤光源温度动态特性分析及控制３２７
因而，由Ｇ（ｓ）和Ｆ（ｓ）可以得出光源ＴＥＣ温度控制系统开环传递函数，绘制其ｂｏｄｅ图如图６所示．
频率／Ｈｚ
ａ幅频特性曲线
频率／｝Ｉｚ
ｂ相频特性曲线
图６ＴＥＣ温度控制系统的ｂｏｄｅ图
从图６中可以看出：系统在截止频率处的相位延时最小，即系统的相角裕度最小．
３结论
以光源内部ＴＥＣ的热产生和传导过程为依据，建立了温度动态特性数学模型，采用了最ｄｘ－＂乘法对测试数据拟合，得出了模型曲线参数，模型的ｂｏｄｅ图与Ⅳ频率点实验测试数据描绘的幅频和相频曲线十分接近．证明了所建立的数学模型符合光源模块物理特性，同时说明了Ⅳ频率点测试方法对实际光源模块可以给出具体的模型参数．在此基础上，设计最优的ＰＩＤ补偿网络，为实际的ＴＥＣ控制系统提供了理论指导，提供了一种解决此类问题的方法．但必须强调的是，针对不同类型的光源，由于光源内部工艺结构有一定的差异，数学模型参数有所变化，ＰＩＤ补偿网络的参数也不一样．
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光纤光源温度动态特性分析及控制
作者：马迎建， 简红清， 石多， Ma Yingjian， Jian Hongqing， Shi Duo
作者单位：马迎建,简红清,Ma Yingjian,Jian Hongqing(北京航空航天大学,仪器科学与光电工程学院,北京,100083)， 石多,Shi Duo(中国机械装备研究院,北京,100089)
刊名：
北京航空航天大学学报
英文刊名：JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS AND ASTRONAUTICS
年，卷(期)：2006，32(3)
被引用次数：3次
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1.学位论文习聪玲高性能掺铒光纤光源的研制2007
因为掺铒光纤超荧光光源有许多优良特性，所以在很多系统中都得到的广泛的应用。

例如光纤光栅传感系统、光纤器件测试、航天惯性导航级的高精度的光纤陀螺，尤其是在光纤通信中，掺铒光源已经成为不可或缺的重要单元。

结合实验室光纤光栅传感系统研制，并为新型光纤光栅解调系统提供技术积累。

论文主要研究了以掺铒光纤为增益介质的光纤光源研制中的相关技术，用单程前向、单程后向、双程前向、双程后向、双级双“前向、双级双程后向、单级双程双向抽运等多种结构，分忻了其中参数变化对光源性能的影响，以所选两种高低浓度参数不同的掺铒光纤为主要元件，在C波段高功率、L波段高功率、C波段高平坦、C+L波段高功率同时输出等多方面进行了深入的研究，根据实验室的项目需要，制作了C+L波段掺铒宽带光源，为了让光源的输出光比较平坦而稳定，增加了温度控制电路板和功率控制电路扳，这点对光源的研究具有很重要的意义。

另外，在研究高功率C+L波段掺铒宽带光源的时候，提出了使用光纤环形器，这样大大提高了光源的输出功率。

本文将掺铒光纤光源的几种结构进行分析，提出了新的设计方案，这则为以后高功率掺铒光源的研究提供必要的理论基础。

论文第一部分介绍了纤维光学的产生背景、发展现状、光纤在通信等领域的应用现状、掺铒光纤ASE光源的发展及应用特色。

论文第二部分对掺铒光纤光源研制过程中的主要光电器件从原理及实验等各方面作了系统的描述，介绍了操作光电器件的关键技术。

论文的第三部分，也就是光源的具体研制过程，用低浓度光纤，单程后向得到30.12mw(14.79dBm)的C波段ASE光，用长的高浓度光纤，单程抽运结构，后向得到C波段光功率达
31.74mW(15.02dBm)，前向L波段ASE达10.14mW(10.06dBm)，1575-1620nm间的ASE为5.09mW，实验中得到的C波段最高光源ASE功率达36.88mW(15.67dBm)。

用3dB耦合器自制的反射镜，实现双程后向结构，用短的低浓度光纤，在低抽运光下，得到ASE功率为7.68mw(8.85dBm)，3dB带宽达35.28nm(不用采用任何外部滤波器，从1526.88-1562.16nm，基本覆盖了整个C波段)，平均波长为1545.88nm的ASE光输出，仅改变抽运功率时可以实现功率为
13.23mW(11.21dBm)，3dB带宽为34.64nm的高平坦ASE光输出，用双程前向结构，得到ASE光功率为15.01mw(11.76dBm)，平坦度稍微差一些。

在L波段光源的研究中，用长的高浓度光纤构成双程前向结构，实现功率为35mW的L波段ASE光。

双级双程结构中，以其后向作为输出端。

第一级双程前向抽运时实验得到19.20mW(12.93dBm)的C+L波段宽带ASE光；第一级采用双程后向时得到功率为21.13mW(13.25dBm)的C+L波段宽带ASE光，分析了两种结构的优缺点。

同样双级双程前向结构光源，第一级采用双程前向时得到21.48mW(13.32dBm)的L波段高功率ASE输出，第一级采用双程后向时得22.71mw(13.56dBm)的L波段高功率ASE输出，并分析了两种结构的优缺点。

采用一段长40m的高浓度掺铒光纤，用980nm激光二极管进行双向抽运，用光纤环形镜实现双程结构，制作了C+L波段宽带光源，该光源的输出功率最高为26.67mW(14.26dBm)。

更重要的是在研究C+L波段的光源时，增加了光纤环形器，使C+L波段光源的输出功率达到168.67mw(22.27 dBm)，带宽达到80.701 nm(1525.112-1605.813nm)，比较平坦的荧光输出。

论文第四部分针对与解调系统应用的可调谐掺铒光纤激光器进行了研究，并分析了其基本原理及具体可行性。

最后，结合论文中研究情况指出了论文研究的不足之处，并根据现在国内外的研究现状对掺杂光纤光源相关领域的下一步的目标和未来研究方向进行了展望。

2.学位论文卓智鹏光纤陀螺用掺铒光纤光源的关键技术研究2007
掺铒光纤光源因具有优良的特性，广泛地应用于光纤传感及光电通讯等领域。

尤其是在惯导级高精度光纤陀螺的中，该类光源是最具潜力的候选者，其性能的优劣直接影响到了陀螺精度及稳定性。

因此深入开展掺铒光纤光源的研究对于光纤陀螺性能的提高具有非常重要的意义。

本文对专门用于光纤陀螺的掺铒光纤光源的特性进行了详细的理论和实验研究。

论文首先介绍了光纤陀螺的基本原理及陀螺对于光源的要求，比较分析适用于光纤陀螺的三种光源的特点，并系统分析了光源输出功率、中心波长稳定性及谱线宽度等参数对于光纤陀螺性能的影响，为光纤陀螺精度的提高提供了理论指导。

随后了分析铒离子的能级结构，比较各个适合的泵浦带，并选择合适的泵浦源；设计并实现了泵浦源驱动电路，其中包括恒流源电路、自动功率控制电路、双向自动温度控制电路及保护电路等。

接着文章对铒纤的发光机理进行了研究，在三能级速率方程的基础上建立铒纤的物理模型，并给出该模型的数学描述；比较不同结构掺铒光纤光源的输出特点，设计适合于光纤陀螺的掺铒光纤光源的结构；重点介绍几种光纤光栅滤波器，并提出实现光源输出平坦化的方案。

最后分析并研究了铒纤长度、。

泵浦功率、接续损耗等参数对于掺铒光纤光源性能的影响，最终通过优化各个参数研制出适合于光纤陀螺的高功率输出、宽谱宽及中心波长稳定性强的掺铒光纤光源。

总之，本论文围绕光纤陀螺领域的热点问题，从理论和实验上研究了高输出、高稳定的掺铒光纤光源的实现，对光纤陀螺的科研生产具有一定的理论及实践指导。

3.期刊论文王瑞.李绪友.张勇.WANG Rui.LI Xu-you.ZHANG Yong掺铒光纤光源泵浦源温度控制系统设计-应用科
技2008,35(12)
一种新的光纤光源泵浦源温度控制设计方案被提出来.在该方案中分别设计了测温电路、热电制冷器驱动电路和温度控制逻辑.测温电路采用改进的
方法,以提高控制精度,方便系统调试,在此系统的控制作用下,泵浦源温度为0.1℃内,并给出了实验曲线.
4.学位论文周晓波掺铒光纤超荧光光源的研究2009
光源为光纤通信、光纤无源器件测试、光纤光栅传感系统等提供光信号，结合实验室的课题，本论文主要研究了以掺铒光纤为增益介质的光纤光源研制中的相关技术，分析了其中参数变化对光源性能的影响，以掺铒光纤为主要元件，在C波段、L波段、C+L波段同时输出等方面进行了深入的研究，对光纤光源的设计和制作具有一定的指导和参考意义。

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首先，对掺铒光纤、超荧光光源的特性、基本原理、结构和光谱特性作了系统地描述。

对研制掺铒光源所用的主要光电器件及其工作原理以及掺铒光纤超荧光光源半导体泵浦源的特性作了详细的介绍。

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其次，设计了激光二极管的功率稳定控制电路板，并设计制作了温度控制精度达0.01℃的自动温度控制电路。

通过进行不同泵浦方式的实验，定性的分析了掺铒光纤和不同的光源结构的特点，在此基础上，用3dB耦合器自制反射器，改进光源结构，对C波段、L波段、C+L波段的光源进行了高功率、高平坦性的实验研究。

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最后，将掺铒光纤超荧光光源与地震波解调相结合，设计了可应用于光纤Bragg光栅地震检波解调系统的ASE光源，光源输出的光谱其单调区间内线性度良好，使得利用ASE光源作为边沿滤波器的解调方法可以可靠的用于光纤光栅地震检波器。

1.王宏鹏.王小群.王振清.杜善义表面自适应变温材料系统中的控制设计[期刊论文]-微计算机信息 2007(19)
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