专利名称：基于温度及功率反馈控制的sled光源的制作方法
技术领域：
基于温度及功率反馈控制的SLED光源技术领域[0001]本实用新型涉及宽光谱光源，具体地，涉及超辐射发光二极管(SLED)光源。
背景技术：
[0002]超辐射发光二极管光源是宽光谱干涉，如光纤陀螺、光纤振动传感采用的光源，其 具有短时间相干性和长空间相干性的特点，其光源输出(光谱、功率)的稳定性对光纤陀 螺、光纤振动传感等应用有重要影响，因此，现有SLED光源便采用温度控制反馈或光功率 反馈控制来稳定光源输出。[0003]温度控制反馈的SLED光源主要由恒流源、SLED激光管、热敏电阻、温控电路和制 冷器组成，其通过热敏电阻测量SLED激光管温度，通过温控电路调整半导体制冷器，进而 调整激光管温度，从而达到控制SLED光源输出稳定光谱和功率的目的。[0004]光功率反馈控制的SLED光源主要由SLED激光管、光电二极管、A/D转换电路和控 制电路组成，其通过光电二极管测量SLED激光管输出功率的变化，进而调整输出功率，从 而达到控制SLED光源输出稳定光谱和功率的目的。[0005]上述两方案中，温度控制反馈方案较为简单，可行性较高，但控制稳定度受外界温 度影响，因此，这种方案并不能保证光源输出稳定；光功率反馈控制方案直接对光功率进行 控制，可实现输出光功率稳定，但由于光源内部温度变化，及光谱受温度影响较大，因此，这 种方案也不能保证光源输出稳定。实用新型内容[0006]本实用新型的目的在于提供一种基于温度及功率反馈控制的SLED光源，以解决 现有SLED光源不能保证输出功率和光谱均稳定的问题。[0007]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案[0008]一种基于温度及功率反馈控制的SLED光源，包括SLED激光管，温度测量及反馈 控制模块，光功率测量及反馈控制模块，功率输出控制、显示控制及光源控制模块和电源模 块，所述温度测量及反馈控制模块用于测量及反馈控制SLED激光管的温度，以使其保持基 本恒定，所述光功率测量及反馈控制模块与功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连 接，用于测量SLED激光管发出的激光的功率，并在光功率变化小于O. 05mW时向功率输出控 制、显示控制及光源控制模块发出反馈控制信号，所述功率输出控制、显示控制及光源控制 模块与SLED激光管电连接，用于接收功率输出控制、显示控制及光源控制模块发出的反馈 控制信号并控制SLED激光管的输出功率，所述电源模块与SLED激光管电连接，用于为SLED 激光管供电。[0009]优选地，所述温度测量及反馈控制模块包括PID控制装置和半导体制冷器。[0010]优选地，所述光功率测量及反馈控制模块包括用于测量光源输出光强或光功率并 将其转化为电信号的PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件产生的电信 号的电信号放大电路，用于采集经电信号放大电路放大的电信号的A/D转换芯片，和用于计算光功率变化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、电信号放大电路、A/D转换芯片和 ARM芯片依次电连接，所述ARM芯片与所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连接。[0011]优选地，所述电信号放大电路为10倍放大倍数的电压信号放大电路。[0012]优选地，所述A/D转换芯片为24位A/D转换芯片。[0013]优选地，所述A/D转换芯片通过SPI串口与ARM芯片电连接。[0014]优选地，所述ARM芯片通过RS-232串口与所述功率输出控制、显示控制及光源控 制模块电连接。[0015]优选地，所述基于温度及功率反馈控制的SLED光源还包括2分2光均分耦合器， 所述2分2光均分I禹合器的输入端与SLED激光管的输出连接,输出端一端连接至光路,另 一端连接至光功率测量及反馈控制模块的PIN-FET光接收器件。[0016]优选地，所述SLED激光管与温度测量及反馈控制模块一同封装在金属壳内。[0017]本实用新型的有益效果为通过采用基于温度及光功率反馈控制的两套相互独立 的反馈控制系统，对SLED激光管进行温度控制为主，功率控制为辅的控制，保证了光源输 出功率和光谱的同时稳定，提高了 SLED光源的输出稳定性。
[0018]图1是本实用新型实施例的基于温度及功率反馈控制的SLED光源的结构示意 图；[0019]图2是用于图1所示的SLED光源的光功率测量及反馈控制模块的结构示意图。[0020]图中1、SLED激光管；2、温度测量及反馈控制模块；3、光功率测量及反馈控制模 块；4、功率输出控制、显控制及光源控制模块；5、电源模块；6、2分2光均分稱合器。
具体实施方式
[0021]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。[0022]如图1 2所示，本实施例的基于温度及功率反馈控制的SLED光源包括SLED激 光管1，温度测量及反馈控制模块2，光功率测量及反馈控制模块3，功率输出控制、显示控 制及光源控制模块4和电源模块5，所述温度测量及反馈控制模块2用于测量及反馈控制 SLED激光管I的温度，以使其保持基本恒定，所述光功率测量及反馈控制模块3与功率输 出控制、显示控制及光源控制模块4电连接，用于测量SLED激光管I发出的激光的功率，并 在光功率变化小于O. 05mW时向功率输出控制、显示控制及光源控制模块4发出反馈控制信 号，所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块4与SLED激光管I电连接，用于接收功率 输出控制、显示控制及光源控制模块4发出的反馈控制信号并控制SLED激光管I的输出功 率，所述电源模块5与SLED激光管I电连接，用于为SLED激光管I供电。[0023]所述温度测量及反馈控制模块2包括PID控制装置和半导体制冷器，所述半导体 制冷器用于执行温度控制。[0024]所述光功率测量及反馈控制模块3包括用于测量光源输出光强或光功率并将其 转化为电信号的高灵敏PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件产生的电 信号的电信号放大电路，用于采集经电信号放大电路放大的电信号的A/D转换芯片，和采用均值算法计算光功率变化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、电信号放大电路、A/D转 换芯片和ARM芯片依次电连接，所述ARM芯片与所述功率输出控制、显示控制及光源控制模 块4电连接。[0025]所述电信号放大电路为10倍放大倍数的电压信号放大电路。[0026]所述A/D转换芯片为24位高精度A/D转换芯片。[0027]所述A/D转换芯片通过SPI串口与ARM芯片电连接。[0028]所述ARM芯片通过RS-232串口与所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块4 电连接。[0029]优选地，所述基于温度及功率反馈控制的SLED光源还包括2分2光均分耦合器6， 所述2分2光均分f禹合器6的输入端与SLED激光管I的输出连接,输出端一端连接至光路, 另一端连接至光功率测量及反馈控制模块3的PIN-FET光接收器件。[0030]优选地，所述SLED激光管I与温度测量及反馈控制模块2 —同封装在散热性好的 金属壳内，仅保留功率控制接口，用于功率设定、调整，及功率反馈控制。[0031]为保证光源输出光的光谱、光功率同时达到稳定，系统以温度反馈控制为主，光功 率反馈控制为辅。[0032]光功率反馈控制的目的是弥补温度反馈滞后性，对光源光功率做微小反馈控制。 因SLED激光管的光谱输出、光功率输出都与温度变化有关，故若一味控制光功率输出，则 容易造成SLED激光管发射光谱变化，包括中心波长漂移，谱宽变化等问题，造成光功率稳 定，但光谱不稳定。因此，光功率反馈控制仅用于微小功率变化控制。此外，SLED激光管工 作初始30分钟内不进行光功率反馈控制，因为工作初始状态SLED激光管受温度等影响，工 作处于不稳定状态，若在此时采用光功率控制，则仅得到光功率稳定，光谱不稳定的光源。[0033]根据试验，当温度基本不变时，SLED光源光功率变化小于O. 05mff时，中心波长变 化、谱宽变化可以忽略，因此SLED光源光功率变化应在O. 05mff范围内调整，超过则不进行 反馈控制。[0034]当探测到输出光功率微小变化后，ARM芯片通过RS-232串口将控制信息发送至功 率输出控制、显示控制及光源控制模块4，该模块通过控制信息，结合功率调整小于O. 05mff 的限制条件进行功率输出调整，通过调整输出电压控制SLED激光管I的功率输出。[0035]功率输出控制、显示控制及光源控制模块4通过液晶屏显示当前SLED光源状态， 包括激光开/关状态，光功率设定数值，光源开启时间；通过按键设置实现对光源常用功能 的控制，如增加、减小光功率调整步长，设定光功率等；通过调节功率输出接口进行光源功 率设置、调整。[0036]电源模块5输出电压为±5V, ± 12V,电流3A ;输入电压为220V±22V。[0037]本实用新型解决了现有SLED光源不能保证输出功率和光谱均稳定的问题，具有 光源输出稳定性高的优点，适合对光源光谱及光功率的稳定性要求较高的系统使用，从而 有助于提高光学系统的稳定性和可靠性。[0038]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于包括SLED激光管，温度测量及反馈控制模块，光功率测量及反馈控制模块，功率输出控制、显示控制及光源控制模块和电源模块，所述温度测量及反馈控制模块用于测量及反馈控制SLED激光管的温度，以使其保持基本恒定，所述光功率测量及反馈控制模块与功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连接，用于测量SLED激光管发出的激光的功率，并在光功率变化小于O. 05mW时向功率输出控制、显示控制及光源控制模块发出反馈控制信号，所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块与SLED激光管电连接，用于接收功率输出控制、显示控制及光源控制模块发出的反馈控制信号并控制SLED激光管的输出功率，所述电源模块与SLED激光管电连接，用于为SLED激光管供电。
2.根据权利要求1所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述温度测量及反馈控制模块包括PID控制装置和半导体制冷器。
3.根据权利要求1所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述光功率测量及反馈控制模块包括用于测量光源输出光强或光功率并将其转化为电信号的PIN-FET光接收器件，用于放大所述PIN-FET光接收器件产生的电信号的电信号放大电路，用于采集经电信号放大电路放大的电信号的A/D转换芯片，和用于计算光功率变化的ARM芯片，所述PIN-FET光接收器件、电信号放大电路、A/D转换芯片和ARM芯片依次电连接，所述ARM芯片与所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连接。
4.根据权利要求3所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述电信号放大电路为10倍放大倍数的电压信号放大电路。
5.根据权利要求3所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述A/D转换芯片为24位A/D转换芯片。
6.根据权利要求3所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述A/D转换芯片通过SPI串口与ARM芯片电连接。
7.根据权利要求3所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述ARM芯片通过RS-232串口与所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连接。
8.根据权利要求3所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述基于温度及功率反馈控制的SLED光源还包括2分2光均分耦合器，所述2分2光均分耦合器的输入端与SLED激光管的输出连接，输出端一端连接至光路，另一端连接至光功率测量及反馈控制模块3的PIN-FET光接收器件。
9.根据权利要求1所述的基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其特征在于所述SLED激光管与温度测量及反馈控制模块一同封装在金属壳内。
专利摘要本实用新型公开了一种基于温度及功率反馈控制的SLED光源，其包括SLED激光管，温度测量及反馈控制模块，光功率测量及反馈控制模块，功率输出控制、显示控制及光源控制模块和电源模块，所述温度测量及反馈控制模块用于测量及反馈控制SLED激光管的温度，以使其保持基本恒定，所述光功率测量及反馈控制模块与功率输出控制、显示控制及光源控制模块电连接，用于测量SLED激光管发出的激光的功率，并在光功率变化小于0.05mW时向功率输出控制、显示控制及光源控制模块发出反馈控制信号，所述功率输出控制、显示控制及光源控制模块与SLED激光管电连接。本实用新型解决了现有SLED光源不能保证输出功率和光谱均稳定的问题。
文档编号H05B37/02GK202857050SQ20122044395
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月31日 优先权日2012年8月31日
发明者常洋, 苟武侯, 李刚 申请人:北京航天易联科技发展有限公司