Для сверхчувствительных слабых магнитных измерений атомного магнитометра точный и стабильный контроль температуры лазера является необходимой задачей. Нестабильность температуры лазера приводит к колебаниям и дрейфу длины волны лазера, что снижает чувствительность атомного магнитометра. Для снижения воздействия колебаний температуры лазера на атомный магнитометр в данной работе разработана и реализована автоматическая система управления температурой высокоточного DBR-лазера на базе микросхемы управления температурой ADN8834. Во-первых, на основе ADN8834 и высокоточного аналого-цифрового преобразователя LTC2377 была разработана цепь температурной обратной связи, успешно захвачена аналоговая напряженческая сигнала, соответствующая температуре, и преобразована в цифровой сигнал для передачи в FPGA. Затем в FPGA реализован инкрементный цифровой PID-алгоритм для автоматического вычисления сигнала управления температурой. Наконец, была разработана цифро-аналоговая преобразовательная цепь, которая преобразует сигнал управления температурой в аналоговый сигнал для подачи на ADN8834, которая выдает сигнал нагрева или охлаждения для управления полупроводниковым термоэлектрическим охладителем, реализуя тем самым замкнутый контур автоматического управления температурой. Экспериментальные результаты показывают, что при установке целевой температуры на уровне 20, 25 и 30 ℃ стабильность температуры автоматической системы управления составляет ±0,005 ℃, а стабильность выходной длины волны DBR-лазера — ±2 пм. Система автоматического управления температурой данного лазера характеризуется высокой стабильностью температуры, удобством эксплуатации, гибкостью дизайна и в основном удовлетворяет требованиям системы атомного магнитометра к контроллеру температуры лазера.

ADN8834;Цифровой PID-алгоритм;Контроль температуры;Полупроводниковый термоэлектрический охладитель