原子磁力仪温控电路的优化设计及评估方法

摘要

针对原子磁力仪中垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)的波长易受环境因素(温度)影响的问题设计了一套温度控制系统。其具有控制精度高、响应快速、集成度高等优点,并通过电子学和光学两种方案的对比实验对该系统的可靠性进行了实验评估。该系统由电源控制电路和芯片控制电路两部分组成,通过对VCSEL激光器自带的半导体制冷片(TEC)的工作电流进行控制,实现对激光器工作温度的精确控制,从而稳定激光器的波长,使磁力仪正常工作。通过光学和电子学对比试验表明,长时间温度漂移低于0. 003℃,长时间VCSEL波长变化量小于0. 14 pm,温度步进连续可调,能够满足原子激光磁力仪对激光的控制要求。