题目：半导体光源的测试及驱动技术研究

光纤传感技术是近年来国际上活跃的前沿课题之一，现已得到了迅猛的发展。作为光纤传感系统中关键的光学元件之一的光源，其应用技术的发展也十分迅速。目前，越来越多体积小、重量轻、功耗小、容易与光纤耦合的光源被广泛地应用，同时其稳定度直接影响着光纤传感器的检测灵敏度和测量精度。在光纤陀螺系统中，主要应用的半导体光源有超辐射发光二极管(SLD)和超荧光光纤光源(SFS)。 目前，高性能的半导体光源多以组件的形式生产和封装，封装的趋势更是朝向小型化，这造成器件的发热密度不断提升，从而对半导体光源组件的传热与温度控制提出了新的要求。半导体光源组件的典型结构包括发光管芯、热沉、热电制冷器（TEC ）、热敏电阻、尾纤等，有的组件内部还带背光探测器。 对于光源驱动来说，由于不同厂家生产的光源组件通常采用性能不同的器件，使得驱动电路的设计不能以不变应万变，而必须根据实际器件的参数进行设计。其中，半导体光源组件的传热特性受众多因素的影响，包括组件内部发光管芯、热电制冷器的工作特性、组件内各个器件的安装位置以及组件所用的材料、散热器等各种因素对光源驱动的影响很大。 本课题主要以SLD和LD组件为研究对象，首先研究热电制冷器TEC的工作特性、半导体光源组件的内部结构和传热机理，为半导体光源组件建立数学模型。然后针对现有温控电路进行分析，通过电路建模和控制系统性能仿真，发现现有电路在实际使用中存在的参数调整问题。为了解决现有电路存在的问题，一方面，我们根据控制理论计算出温控系统的最优参数，另一方面，通过采用基于MAX1978集成温控芯片的解决方案，使温控系统的整体性能得到了改善。最后，通过对光源驱动电路的实际测试，总结光源和驱动电路的匹配设计方法以及参数调整方案。