F-P光纤标准具高精度温控系统设计与算法研究
DOI:
CSTR:
作者:
作者单位:

(中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)

作者简介:

李裔(1977-),男,博士,教授,主要从事光 纤传感器,光网络监测设备,基于人工智能算法的仪器仪表,激光雷达,单光纤扫描内窥镜 等方向的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

浙江省自然科学基金(LY16F050006)资助项目 (中国计量大学 光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018)


The design of a thermostatic structure for fiber F-P etalons and the temperatur e control algorithm
Author:
Affiliation:

(School of Optics and Electronics,China JiLiang University,Hangzhou,Zhejiang 310018,China)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    F-P标准具凭借其结构简单、体积小、精度高等特 点在光通讯、光纤传感、激光器等领域有着广泛的应用。但受环境温度变化的影响,F-P标 准具尤其是固体腔标准具的光学特性(透射、反射谱)发生一 定漂移。如何让F-P标准具更好地对抗外界温度变化并提高其光谱稳定性,在实际应用中有 着重要意义。 本文针对光纤接口的固体腔F-P标准具提出了一种高精度温控设计方案,首先通过对光纤标 准具进行稳态 热分析,设计了低热阻恒温结构。并使用经过优化PID参数后的增量式PID温控算法,结合高 精度温控 电路,实现了对光纤固体F-P标准具的精确温度控制。实验结果表明,在0℃~45 ℃的环境下,内部温控 精度可达±0.004 ℃,F-P透射谱中心波长漂移量<0.3 pm。

    Abstract:

    F-P etalons have been widely applied in optical communications,optical fiber sensing,lasers and other fields due to t heir simple structure,compactness and high accuracy.However,the optical characte ristics of the F-P etalon,especially the solid etalon,are susceptible to drift due to the changes i n ambient temperature.In practical applications,it is significant to make the F-P etalon better resistant to exte rnal temperature changes and improve its spectral stability.In this study,we proposed a high-precision temperature contr ol solution for solid-cavity F- P etalons.Firstly,we designed a low thermal resistance structure for the etalon based on the steady-state thermal analysis.Then,precise temperature control of the fiber-optic solid F-P etalon was achieved by combining the incremental PID temperature control algorithm and the corresponding control circ uit.The experimental results show that the temperature control accuracy reaches ± 0.004℃ under the environ mental temperature from 0℃ to 45℃,and the measured center wavelength shift of the F-P transmission spectru m is less than 0.3pm.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

汪巧云,毛邦宁,裘燕青,钟宇民,高欣宇,杨静,李裔. F-P光纤标准具高精度温控系统设计与算法研究[J].光电子激光,2020,31(7):682~687

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2020-03-23
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2020-10-21
  • 出版日期:
文章二维码