用于气体检测的近红外半导体激光器温控系统

方雁群 李冬 杨清永

摘 要：随着半导体材料及工艺的进步，分布反馈式（DFB）半导体激光器性能得到大幅度提升，其线宽愈来愈窄，从而增强了对待测气体的选择性。借助于可调谐激光二极管光谱吸收法（TDLAS），通过改变激光器中心工作波长，可有效扫过待测气体吸收峰，使用除光声光谱法和直接光谱吸收法外，基于DFB激光器的TDLAS方法成为检测水汽、甲烷、一氧化碳等气体的常见方法。为了保证测量系统的稳定性和可靠性，稳定激光器的输出波长尤为重要，为此，本文就针对用于气体检测的近红外半导体激光器温控系统展开分析与研究。

关键词：气体检测;近红外半导体;激光器温控系统

导言：

与模拟温控系统相比，数字式温控系统硬件结构简单，但一般需采用复杂的数学算法来达到较高准确度.当系统工作负荷较大时，尤其是工作于对实时性要求严格的场合时，复杂算法的运算时间严重制约系统性能。现有的温度控制器体积较大且价格昂贵，无法集成在便携式气体检测系统中。研制出体积小、成本低、性能优越的温度控制器成为研制便携式气体检测系统的关键环节。

1 温度控制系统概述

系统的整体结构框图主要包括控制器模块、温度采集模块、TEC、TEC控制模块和液晶显示模块。系统功能实现过程如下：温度采集模块通过蝶形封装内部的负温度系数热敏电阻及外置热敏电阻实时采集被控器件的工作温度，主控制器（STM32）将采集的器件……