半导体激光器研究的依据及意义-Read

合集下载

半导体激光器的工作原理及应用

半导体激光器的工作原理及应用

半导体激光器的工作原理及应用摘要:半导体激光器产生激光的机理,即必须建立特定激光能态间的粒子数反转,并有合适的光学谐振腔。

由于半导体材料物质结构的特异性和其中电子运动的特殊性,一方面产生激光的具体过程有许多特殊之处,另一方面所产生的激光光束也有独特的优势,使其在社会各方面广泛应用。

从同质结到异质结,从信息型到功率型,激光的优越性也愈发明显,光谱范围宽,相干性增强,是半导体激光器开启了激光应用发展的新纪元。

关键词:受激辐射;光场;同质结;异质结;大功率半导体激光器The working principle of semiconductor lasers and applications ABSTRACT: The machanism of lasing by semiconductor laser,which requires set up specially designated reverse of beam of particles among energy stages,and appropriate optical syntonic coelenteronAs the specificity of structure from semiconductor and moving electrons.something interesting happens.On the one hand,the specific process in producing lase,on the other hand,the beam of light has unique advantages。

As the reasons above,we can easily found it all quartersof the society.From homojunction to heterojunction,from informatics to power,the advantages of laser are in evidence,the wide spectrum,the semiconductor open the epoch in the process of laser. Key worlds: stimulated radiation; optical field; homojunction; heterojunction; high-power semiconductor laser 0 前言半导体激光器是指以半导体材料为工作物质的激光器,又称半导体激光二极管(LD),是20世纪60年代发展起来的一种激光器。

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告

半导体激光器实验报告摘要:本文旨在通过对半导体激光器的实验研究,探索其基本原理、结构和性能,并分析实验结果。

通过实验,我们了解了激光器的工作原理、调制和控制技术以及其应用领域。

在实验过程中,我们测量了激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等参数,并对实验结果进行了分析和讨论。

1.引言半导体激光器是一种利用半导体材料作为活性介质来产生激光的器件。

由于其小尺寸、高效率和低成本等优点,半导体激光器被广泛应用于通信、光存储、医学和科学研究等领域。

本实验旨在研究不同结构和参数的半导体激光器的性能差异,并通过实验数据验证理论模型。

2.实验原理2.1 半导体激光器的基本结构半导体激光器由活性层、波导结构和光学耦合结构组成。

活性层是激光器的关键部分,其中通过注入电流来激发电子和空穴复合形成激光。

波导结构用于限制光的传播方向,并提供反射面以形成光腔。

光学耦合结构用于引导激光光束从激光器中输出。

2.2 半导体激光器的工作原理半导体激光器利用注入电流激发活性层中的电子和空穴,使其发生复合并产生激光。

通过适当选择材料和结构参数,使波导结构中的光在垂直方向形成反射,从而形成光腔。

当光经过活性层时,激发的电子和空穴产生辐射跃迁,并在激光器中形成激光。

随着光的多次反射和放大,激光逐渐增强,最终从光学耦合结构中输出。

3.实验步骤3.1 实验器材本实验使用的主要器材有半导体激光器装置、电源、光功率计、多道光谱仪等。

3.2 实验过程首先,将半导体激光器装置与电源连接,并通过电源控制激光器的注入电流。

然后,使用光功率计测量激光器的输出功率,并记录相关数据。

接下来,使用多道光谱仪测量激光器的光谱特性,并记录各个波长的输出光功率。

最后,调节激光器的注入电流,并测量波长调制特性。

完成实验后,对实验数据进行分析和讨论。

4.实验结果与分析通过实验测量,我们得到了半导体激光器的输出功率、光谱特性和波长调制特性等数据,并对其进行了分析。

实验结果显示,随着注入电流的增加,激光器的输出功率呈现出递增趋势,但当电流达到一定值后,增长速度逐渐减慢。

半导体激光器的原理及其应用

半导体激光器的原理及其应用

半导体激光器的原理及其应用半导体激光器(Semiconductor Laser)是一种将电能转化为光能的电器器件,它利用特定材料中的半导体结构实现激光的放大和产生。

半导体激光器在通信、医疗、信息技术、材料处理等领域中有着广泛的应用。

本文将详细介绍半导体激光器的工作原理及其在不同领域中的应用。

首先,受激辐射是激光器产生激光的基本原理。

半导体激光器利用电子和空穴在半导体材料中的受激跃迁过程产生激光。

当电子从高能级跃迁到低能级时,会放出能量,产生光子。

激光的频率由能带结构决定,不同材质的半导体激光器可以产生不同频率的激光。

其次,光放大是激光器中的一个过程,它使得光子得以在介质中反复穿过并放大。

半导体激光器中利用光子在半导体材料中的受激辐射过程反复放大,产生激光。

半导体材料通常是由n型和p型半导体构成的p-n结构,在这个结构中,通过电流激活半导体材料,使得电子和空穴在材料中产生受激跃迁。

最后,频谱调制是调整激光器输出频率的过程。

通过对激光器中的电流进行调制,可以改变激光器输出的光频率,实现不同应用需求下的频谱调制。

半导体激光器在通信领域中有着广泛应用。

将半导体激光器与光纤相结合,可以实现高速、长距离的光通信系统。

半导体激光器的小体积和低功耗使其成为光通信系统中的理想光源。

在光通信系统中,半导体激光器可以用于光纤通信、光纤传感和激光雷达等方面。

此外,半导体激光器在医疗领域中也有重要应用。

激光手术、激光治疗和激光诊断等技术中,半导体激光器可以提供高效、精确的激光光源,对人体组织进行准确的切割、焊接和光疗。

与传统治疗方法相比,激光器手术可以实现非侵入性、精细化的治疗,减少患者的痛苦和恢复时间。

此外,半导体激光器还广泛应用于信息技术领域。

它可以作为光纤传输中的光源,用于高速数据传输。

在信息存储和显示技术中,半导体激光器可以用于光盘、激光打印和激光投影等设备中。

此外,半导体激光器还可以用于材料加工和材料科学研究中。

半导体激光器的原理及应用

半导体激光器的原理及应用

半导体激光器的原理及应用半导体激光器是一种能够将电能转化为光能的半导体器件,是现代通信、医疗、工业等领域不可或缺的重要技术之一。

本文将从基础的物理原理出发,介绍半导体激光器的工作原理和应用。

一、半导体材料简介半导体材料是介于导体和绝缘体之间的材料,其原子构型中有少量杂质原子。

半导体材料的特殊之处在于,其导电性质可以通过外加电场、光照等方式来调制。

常见的半导体材料有硅、锗、镓砷化物等。

二、激光原理激光的产生是基于受激辐射现象。

当光子与原子碰撞时,如果能量正好等于原子内部的能级差,那么这个光子就可被原子吸收,能量转移给原子,使原子的电子从低能级跃迁到高能级。

当这个原子内部的电子因外界干扰或碰撞等因素又回到低能级时,它所携带的能量就会被释放出来,以光子的形式向外辐射。

这种辐射同样有可能再次被某个具有相同能级差的原子吸收,并且继续沿着同一方向辐射,这个过程就是受激辐射。

由于这种激光产生的相干性好,可得到非常细致、强度均一的光束,应用十分广泛。

半导体激光器就利用了这一受激辐射的原理。

三、半导体激光器原理半导体激光器的基本结构是一个具有能带gap的半导体PN结,同时植入其内部的杂质原子能够形成PN结中的空穴和电子。

当在PN结中加加适当的电子能使电子从N区向P区运动,空穴则相反,从P区向N区运动。

而正是在PN结中的能带gap出现(即禁带),使得被注入的电子和空穴得以快速复合,从而释放出光子。

可以总结,半导体激光器的工作原理是:激光波长区间内半导体PN结处的电注入使其电子与空穴再组合,释放出一个带有相同相位的相干光束,一旦满足了Revaturer P-N结区的泵浦电压,则可以激发形成稳定的激光器。

四、半导体激光器应用半导体激光器在通信领域得到了广泛的应用,在光纤通信和无线通信领域,它的高速、高效、低功耗等特点被广泛应用。

此外,半导体激光器也可以在医疗方面使用,如眼科、牙科、皮肤科等领域,其精细度高、作用深度均匀等特点让医生在手术中得到了极大的帮助。

半导体激光器的研究

半导体激光器的研究

半导体激光器的研究半导体激光器是近年来应用非常广泛的一种激光器。

在本实验中我们将对半导体激光器的主要发光器件——激光二极管(LD)进行全面的实验研究。

【实验内容】1.激光二极管(LD)的伏安特性测量。

2.LD的发光强度与电流的关系曲线测量。

3*.LD发光光谱分布测量。

4*.LD发光偏振特性分析。

【实验仪器】激光二极管,电压表,电流表,激光功率计,分光计,格兰—泰勒棱镜等阅读材料半导体激光器件按照半导体器件功能的基本结构可分为:注入复合发光,即电—光转换;光引起电动势效应,即光—电变换。

这里主要讨论前者。

半导体激光光源是半导体激光器发射的激光。

它是以半导体材料作为激光工作物质的一类激光器,亦称激光二极管,英文缩写为LD。

与其相对应的非相干发光二极管,英文缩写为LED。

它具有工作电压低、体积小、效率高、寿命长、结构简单、价格便宜以及可以高速工作等一系列优点。

可采用简单的电流注入方式来泵浦,其工作电压和电流与集成电路兼容,因而有可能与之单片集成;并且还可用高达吉赫(109 Hz)的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。

由于这些优点,LD在激光通信、光纤通信、光存储、光陀螺、激光打印、光盘录放、测距、制导、引信以及光雷达等方面已经获得了广泛应用,大功率LD 可用于医疗、加工和作为固体激光器的泵浦源等。

半导体激光器自1962年问世以来,发展极为迅速。

特别是进入20世纪80年代,借用微电子学制作技术(称为外延技术),现已大量生产半导体激光器。

以半导体LD条和LD堆为代表的高功率半导体激光器品种繁多,应有尽有。

1 概述1)半导体激光器的分类从半导体激光器的发射的激光看,可分为半导体结型二极管注入式激光器和垂直腔表面发射半导体激光器两种类型;而从结型看,又可分为同质结和异质结两类;从制造工艺看,又可为一般半导体激光器、分布反馈式半导体激光器和量子阱半导体激光器激光器;另外,为了提高半导体激光器的输出功率,增大有源区,将其做成列阵式,又可分为单元列阵、一维线列阵、二维面阵等。

半导体激光器的原理及其应用

半导体激光器的原理及其应用

详细描述
在激光雷达中,半导体激光器发射出脉冲激光, 通过测量返回的时间差或相位差来计算目标物体 的距离和位置信息。
应用优势
半导体激光器具有高效率、高重复频率、调制速 度快等优点,能够实现高精度、高分辨率的测距 和成像。
发展趋势
随着自动驾驶、无人机等领域的快速发展,激光 雷达的需求不断增加,半导体激光器的性能和可 靠性也在不断提升。
详细描述
在光纤通信中,半导体 激光器作为信号源,通 过调制产生的光信号在 光纤中传输,实现信息 的快速、远距离传输。
发展趋势
随着5G、物联网等技 术的发展,光纤通信的 需求不断增加,半导体 激光器的性能和可靠性 也在不断提升。
激光雷达中的半导体激光器
总结词
激光雷达是实现高精度测距和三维成像的重要手 段,而半导体激光器则是其关键组件之一。
第 性半 导 体
二激 光 器

的 结
构 与

异质结结构与性质
异质结的特性对于半导体激光器的 性能具有重要影响,例如阈值电流 密度、输出功率和波长稳定性等。
异质结是由不同带隙的半导体材料 结合而成的结区,其能级结构可以 提供载流子的注入和输运机制。
在异质结中,由于不同材料的晶格 常数和带隙的差异,会产生晶格失 配和能带弯曲,从而影响载流子的 传输和分布。
波导结构与 模式特性
波导结构的参数,如折射率、宽度和厚度等,对输出光的 模式、发散角和光谱特性有重要影响。
波导的作用是限制光子的传播方向,并控制光束的形状和 大小,从而影响输出光束的质量和模式特性。
波导结构是半导体激光器中限制光子传播的结构,通常由 有源层、限制层和衬底组成。
温度与光束质量
为了获得更好的光束质量,需要对激光器的温度进行精确控制,以 保持其性能的稳定性和可靠性。

半导体激光器的原理及应用论文

半导体激光器的原理及应用论文

半导体激光器的原理及应用论文半导体激光器是使用半导体材料作为激光活性介质的激光器。

其工作原理主要是通过半导体材料中的电子与空穴的复合过程产生光辐射,然后通过光放大与反射来形成激光输出。

半导体激光器具有小体积、高效率、快速调谐和易集成等特点,广泛应用于光通信、激光雷达、光储存等领域。

半导体激光器的基本结构包括激活区、pn结以及光反射与光增强结构。

激活区是半导体材料的核心部分,通过电流注入产生电子空穴复合过程来产生光辐射。

pn结是半导体激光器的结电阻,通过透明导电薄膜使电流从n区流入p区,进而在激活区形成电子空穴复合。

光反射与光增强结构包括反射镜和波导,用于增加激光器输出的光强度与方向性。

半导体激光器具有广泛的应用领域。

在光通信领域,半导体激光器被广泛用于光纤通信和光纤传感器系统。

半导体激光器通过调制光信号,可以实现高速传输,并且具有高能效和稳定性。

在激光雷达领域,半导体激光器用于提供高亮度、窄线宽和快速调谐的激光源,用于实现高分辨率的距离测量和目标识别。

在光储存领域,半导体激光器用于光盘、蓝光光盘等储存介质的读写操作,具有高速、高信噪比和长寿命等特点。

近年来,半导体激光器的研究重点主要是提高其性能和功能。

例如,通过调制技术可以实现高速调制,将半导体激光器应用于光通信的需要;通过外腔技术可以实现单纵模输出,提高激光的空间一致性和色散特性,扩展其应用领域;通过量子阱技术可以实现更高的量子效率和辐射效率,提高激光器的功率和效能。

总之,半导体激光器作为一种重要的激光器件,在光通信、激光雷达、光储存等领域具有广泛的应用前景。

随着相关技术的不断发展与进步,半导体激光器的性能与功能将得到进一步的提升,为相关领域的应用带来更多的机遇和挑战。

半导体激光器调研报告

半导体激光器调研报告

半导体激光器调研报告
涉及的内容有:
一、研究背景及意义
半导体激光器是一种基于半导体复合结构的激光器,是一种具有高功率、高效率、高可靠性的激光源,大大提高了光源的性能。

半导体激光器
的研究对于推动新一代光技术和材料的发展具有重要意义,对提升人们生
活水平和发展社会经济有重要意义。

二、半导体激光器结构特点
半导体激光器有两种结构类型:带金属接触的半导体复合结构和晶体
材料复合结构。

带金属接触的半导体复合结构由两种不同类型的半导体,
即P型半导体和N型半导体构成,在这两种半导体之间插入金属接触器
(也称为金属接头),形成带金属接触的半导体复合结构。

晶体材料复合
结构是把一种半导体和一种晶体材料复合起来,其结构仅由两种材料构成,与前一种带金属接触的复合结构相对。

三、半导体激光器工作原理。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

半导体激光器研究的依据及意义信息技术已成为当今全球性战略技术。

以光电技术和微电子技术为基础所支持的通信和网络技术已成为高技术的核心,正在深刻影响国民经济、国建设的各个领域。

其中,半导体激光器起着举足轻重的作用半导体激光器 ,其转换效率高、体积小、重量轻、可靠性高、能直接调制以及与其它半导体器件集成的能力强等特点而成为信息技术的关键器件。

在光谱技术、光外差探测、医疗、加工等领域得到愈来愈广泛的应用。

目前,它已是固体激光器泵浦、光纤放大器泵浦中不可替代的重要光源。

但是,半导体激光器正常工作时,需要稳定的环境温度。

环境温度的变化以及激光器运转时器件发热而导致其温度起伏,将直接影响激光器输出功率的稳定性和运行的安全可靠性,甚至造成半导体激光器的损坏。

因此,半导体激光器的驱动电源温度控制问题越来越受到人们的重视。

阀值是所有激光器所具有的特性,它标志着激光器的增益与损耗的平衡点。

由于半导体激光器是直接注入电流的电子—光子转换器件,因此其阀值是常用电流密度或者电流来表示的。

温度是影响半导体激光器阀值特性的主要因素。

温度对阈值电流密度的影响由下面公式 J th (T )=J th (T r )exp[(T-T r )/T 0] 1.(1)给出。

T 为半导体激光器的工作温度,T r 为室温,J th (T )为工作温度下的阈值电流密度,J th (T r )为室温下的阈值电流密度,T 0是表征半导体激光器温度稳定性的特征温度,它与激光器所使用的材料及结构有关。

温度的变化也影响半导体激光器的激光波长,λ=2nL/m 1.(2) 中,n 为折射率,m 是模数,波长λ随折射率n 和长度L 较大程度的影响。

波长λ对T 微分,这里,折射率是温度和波长的函数,即: (1/λ)(d λ/dT)=(1/n)(аn/аλ)T (d λ/dT)+(1/n)( аn/аT)λ +(1/L)(dL/dT) 1.(3)最后一项线性膨胀(1/L)(dL/dT)≈10-6,可以忽略,得-1 (1/λ)(dλ/dT)= (1/n)( аn/аT)λ[1-(λ/n)(dn/dλ)T]1.(4)为了写成较容易测量的形式,将(2)式写成mλ=2nL,再对λ微分,得λ(dm/dλ)+m=2L(dn/dλ) 1.(5)对于单模间隔dλ∽Δλ,dm=-1,得]=[1/(2nL)]( λ2/Δλ) 1.(6) [1-(λ/n)(dn/dλ)T综合(4)、(6)式得2/Δλ) [(1/λ)(dλ/dT)] 1.(7) (аn/аT)λ=[1/(2L)]( λ由此很容易看出折射率对温度的依赖关系以及对波长的影响。

一般,当温度升高时,自发射峰向长波长方向移动。

如图1.1所示。

图1.1 波长---温度曲线因此,温度控制系统的好坏直接影响半导体激光器的性能。

国内外的研究状况及发展趋势目前,国内外有许多关于半导体激光驱动系统温度控制的研究和文献报道。

西安的张先武和陈胜石的《通信用大功率半导体激光器的温度控制系统》一文对半导体温度控制系统作了深刻的研究,但是目前国内的温度控制系统大部分还是纯硬件模拟电路系统,温度控制还依靠直流风机和散热器散热,在国外近年来已逐渐将数字技术应用于半导体激光器的驱动系统中,如意大利的Fabrizio Barone 等人将数字温控技术应用于半导体激光系统,获得了±20μK的温度稳定度。

在传统的温控系统中,一般采用专用的单片机,一旦其扩展性和通用性不强,而且控制策略的实现和改变比较麻烦,由于单片机功能限制,难以保证高精度温控要求的实现,于是出现了利用工控机和采集卡进行控制,但必须设计相应的温度接口滤波,信号转换电路。

在温控策略的实现上一般温控系统为大滞后系统,被空对象参数变化比较大,影响因素较多,非线性严重,难以建模,在对象参数变化,数学建模不精确和控制环境变化时,其性能会显著变坏。

多信号和多通道高精度温控系统。

未来的温度控制系统将朝着多信号、多通道、高精度的方向发展。

本课题研究内容及实验方案本课题主要利用单片机对温度数据采集、数据线性化处理、温度控制及显示进行算法研究及程序设计,结合硬件电路进行系统程序调试,最终实现对半导体激光驱动电源温度的精确控制。

根据相关知识及资料,我们的设计方案如下:1:温度数据的采样通过热敏电阻来检测温度,将温度转变为电压信号,经放大后送A/D转换,通过A/D转换器进行数据的采样。

根据滤波的需要,我们将进行100次采样作为一组采样数据。

考虑到时序的配合,A/D转换需要延时100us。

根据要求我们将编写相应的温度数据采集子程序。

2:数字滤波由于半导体激光器的工作环境对温度非常灵敏,干扰源较多,系统将受到电源或机械设备的噪声干扰。

尽管大多数信号前置处理部分都接有RC低通滤波器,能最大限度地剔除50HZ或60HZ的噪声,对于小于0.1的干扰信号(如振动)则往往需要使用防混淆滤波器。

而防混淆滤波器具有非常陡峭的截止频率,几乎可以将频率高于数据采集卡输入带宽的全部信号除去,但是对于频率非常小的干扰信号,比如小于0.1HZ的干扰,用硬件滤波就非常困难,并且造价很高。

采用数字滤波,通过计算程序对采集信号进行分析处理,以达到消除低频干扰的目的。

数字滤波有很多种,通常用得较多的有程序判断滤波、算术平均滤波、中值滤波、一阶滞后滤波、防脉冲干扰滤波等。

考虑到温度变化缓慢特点,我们采用了中值滤波与算术平均滤波相结合的的滤波方法。

通过中值滤波能有效地滤去由于偶然因素引起的波动或采样开关,A/D转换器工作不稳定等造成的脉冲干扰。

对变化缓慢的温度量滤波效果较好。

而使用算术平均滤波能有效地抑制周期性的干扰信号。

除去因ADC 转换带来的误差数据。

通过中值滤波与算术平均滤波相结合进行滤波,能更好地缩小测量值与真实值之间的误差。

具体程序算法:将100次采样值进行排序,去除20个最大数据与20个最小数据,剩下的60个数据取平均值,即为滤波后所得值,送到处理器进行处理。

根据算法编写相应的滤波子程序。

3:线性化处理由于温度传感器的非线性问题,如热敏电阻的的热电阻与被测温度之间是非线性的,从而使得所测电压与温度成非线性关系。

为了便于显示和数据处理,希望计算机输出的数据与被测物理量之间的数据是线性的,因而对采集的数据需要进行线性化处理。

先性化处理有很多种方法,通常用到的主要有曲线拟合法、线性插值法和二次抛物线插值法。

考虑到显示精度,我们主要采用了分段性线性插值法实现线性化处理,分段线性插值法的计算只需要作乘法和加法运算,计算量小,且精度容易控制,所以我们采用。

4:DDC控制与PID控制本设计以电流和温度为控制对象,按照设计特点,采用DDC控制系统。

用一台单片机对多个被控参数进行巡回采样检测,通过模拟量输入通道将模拟量变成数字量,结果与设定值进行比较,再按PID规律或直接数字控制方法进行控制运算,再由模拟量输出通道输出到执行机构对生产过程进行控制,使被控参数稳定在给定值上。

DDC控制系统的另一个优点是灵活性大,可靠性高。

因为计算机计算能力强,所以用它可以实现各种比较复杂的运动规律,如串级控制、前馈控制、自动选择控制以及大滞后控制等。

其中生产过程对应于本系统的驱动电源、温控电路、致冷器以及半导体激光器的工作过程。

在过程控制中,控制算法有很多种,根据温度滞后性,我们主要采用PID控制算法。

PID控制,即取偏差的比例(Proportional)、积分(Integral)、微分(Derivative)的组合控制。

PID控制是连续系统应用最广、技术最成熟的一种控制方式,特别是在过程控制中,由于控制对象的模型未知或难以建立,用基于现代控制理论的控制方法既不实用又不能达到预期效果,人们常常采用PID调节器。

而且随着控制论的发展,在提出的层出不穷的各种算法中,有许多都以PID控制为基础算法。

由于PID 控制器的结构简单、性能稳定、参数易于调整,对温度控制效果很好。

因此我们采用了PID控制算法。

本系统将采用增量式PID算法:即Uk=Uk-1+ΔUk=Uk-1+Kp[Δek+Iek+D·Δ²ek]上式中:w——设定值;Yk——第k次实际采样值;ek=w-Yk;Δek=ek-ek-1;Δ²ek=Δek-Δek-1;Kp——比例系数;T——采样周期;I=T/Ti——积分系数;D=Td/T——微分系数。

为克服积分饱和,采用积分分离法,其控制算式为:{ > ξ PD运算ek=w-Yk={{ <或= ξ PID运算每个回路的参数T、Kp、I和D通过现场调试整定,可得到符合该系统的各参数值。

PID算法流程框图如图1和图2:5:系统调试程序编写完后将结合硬件电路进行防真调试及参数整定,我们主要采用伟福防真开发系统,伟福(WAVE)是由南京伟福实业有限公司研制生产的一种单片机系列仿真系统。

防真效果很好。

在调试时,我们将做一组温度——电压数值转换实验,通过实验所得数据来实时显示采样温度及温度设定值的变换。

图1 PID 算法流程图另外,考虑到实验条件的限制,PID 各参数值将只能通过结合硬件通过防真与实际在线整定。

主要采用试凑法确定各参数值。

目标、主要特色及工作进度图 2 温度控制算法流程本课题设计的目标就是通过现有的实验条件和防真开发系统,根据硬件电路的特点,完善温度数据采集、数据处理、数据显示和温度控制各项算法,使激光器工作温度控制在10——50℃,控制精度控制在0.5℃,同时显示精度控制在0.1℃。

本设计主要采用单片机实现温度控制,对温度的采样采用了实时显示,循环控制,温度控制值可以由人工设定,使温度控制变得灵活。

可以根据不同的工作环境设定不同的温度值。

进度安排如下:1 查阅资料、英文翻译 3月22日——4月4日第1——2周2 写开题报告 4月5日——4月18日第3——4周3 程序设计与防真调试 4月19日——5月16日第5——8周4 系统调试 5月17日——5月30日第9——10周5 论文撰写与答辩 5月31日——6月18日第11——13周参考文献1、贾伯年俞朴.传感器技术.南京.东南大学出版社.20002、王化祥张淑英.传感器原理及技术.天津.天津大学出版社.20023、何立民单片机应用系统设计.北京.北京航空航天大学出版社.19904、Anton F P Van Putten.Electronic Measurement System theory& practice.Iop Publishing Ltd.19965、徐开先叶济民.热敏电阻器.北京.机械工业出版社.19818、张贵香王辉.计算机控制技术.成都.电子科技大学出版社.19999、李行善.计算机测试与控制.北京.北京航空航天大学出版社.1990。

相关文档
最新文档