고감도 원자 자기계의 극미약 자기 측정을 위해 레이저 온도의 정확하고 안정적인 제어는 필수적인 작업입니다. 레이저 온도의 불안정은 레이저 파장의 변동과 드리프트를 초래하여 원자 자기계의 감도를 낮춥니다. 레이저 온도 변동이 원자 자기계에 미치는 영향을 줄이기 위해 본 논문에서는 ADN8834 온도 제어 칩을 기반으로 한 고정밀 DBR 레이저 자동 온도 제어 시스템을 설계하고 구현하였습니다. 우선, ADN8834와 고정밀 아날로그/디지털 변환 칩 LTC2377을 기반으로 온도 피드백 회로를 설계하여 온도에 대응하는 아날로그 전압 신호를 성공적으로 수집하고 디지털 신호로 변환하여 FPGA에 전송하였습니다. 이후 FPGA에서 증분식 디지털 PID 알고리즘을 구현하여 온도 제어 신호를 자동으로 계산하였습니다. 마지막으로, 디지털/아날로그 변환 회로를 설계하여 해당 온도 제어 신호를 아날로그 신호로 변환하여 ADN8834에 전달하고, ADN8834는 반도체 열전 냉각기를 제어하기 위해 가열 또는 냉각 신호를 출력하여 폐쇄 루프 온도 자동 제어를 실현하였습니다. 실험 결과, 목표 온도를 각각 20, 25, 30 ℃로 설정했을 때 해당 온도 자동 제어 시스템의 온도 안정성은 ±0.005 ℃ 내외이며, 테스트된 DBR 레이저 출력 파장 안정성 범위는 ±2 pm입니다. 해당 레이저 자동 온도 제어 시스템은 온도 안정성이 높고 조작이 편리하며 설계가 유연하여 원자 자기계 시스템의 레이저 온도 제어기에 대한 요구를 기본적으로 충족합니다.

ADN8834;디지털 PID 알고리즘;온도 제어;반도체 열전 냉각기