摘要
高感度原子磁力計による極微弱磁気測定において、レーザー温度の正確かつ安定した制御は不可欠な作業である。レーザー温度が不安定だと、レーザー波長の変動やドリフトが生じ、原子磁力計の感度が低下する。レーザーの温度変動が原子磁力計に与える影響を低減するため、本論文ではADN8834温度制御チップを基にした高精度DBRレーザー自動温度制御システムを設計・実装した。まず、ADN8834と高精度アナログ／デジタル変換チップLTC2377を基に温度フィードバック回路を設計し、温度に対応するアナログ電圧信号を正常に取得し、デジタル信号に変換してFPGAに送信した。次に、FPGA内で増分型デジタルPIDアルゴリズムを実装し、温度制御信号を自動計算した。最後に、デジタル／アナログ変換回路を設計し、その温度制御信号をアナログ信号に変換してADN8834に伝達し、ADN8834は半導体熱電冷却器を制御するために加熱または冷却信号を出力し、閉ループ温度自動制御を実現した。実験結果により、目標温度をそれぞれ20、25、30 ℃に設定した場合、本温度自動制御システムの温度安定性は±0.005 ℃であり、検証したDBRレーザーの出力波長安定性範囲は±2 pmであった。本レーザー自動温度制御システムは温度安定性が高く、操作が容易で、設計の柔軟性があり、原子磁力計システムのレーザー温度コントローラの要求を基本的に満たしている。
关键词
ADN8834;デジタルPIDアルゴリズム;温度制御;半導体熱電冷却器
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