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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明涉及一种基于双层控温的高精度微腔温控方法，包括步骤：首先封装微腔外壳，利用负温度系数热敏电阻感知外壳温度，结合PID控制实现微腔外壳温控。在此基础上，设计微腔双模特性测试光路，通过AD采集横向电场和横向磁场模式的微腔频谱数据，根据峰值寻找获得TE和TM模式的峰值位置，拟合不同温度下微腔模式频率和温度的函数关系，以双模频差敏感微腔温度，基于此实现微腔本身的高精度温控。本发明解决了回音壁模式微腔传统温控方法控温精度较低的问题，减小了微腔对环境温度干扰的敏感性，对压窄激光线宽、提升激光频率稳定性有重要意义。

主权项：1.一种基于双层控温的高精度微腔温控方法，其特征在于，包括如下步骤：封装微腔外壳，在外壳外围利用负温度系数热敏电阻测量微腔外壳温度，与量级的温度设定值作比较得到以电压形式表示的偏差信号，该信号被送入温度控制芯片进行增益与脉宽调制转换输出，将输出的电流信号进行整流并送入半导体热电制冷器件，驱动电路改变半导体热电制冷器件的电流大小和方向，基于珀耳帖效应加热或制冷半导体热电制冷器件，实现微腔外壳量级的温度控制；微腔双模特性测试光路中的半导体激光器出射的激光经光隔离器入射微腔，出射光经过偏振分光棱镜和半波片分为两束不同模式的光：一束光表示横向电场模式的水平偏振光，另一束光表示横向磁场模式的垂直偏振光，其中微腔双模特性测试光路设置在微腔外壳外围；利用光电探测器将光信号转换成电信号，通过计算系统中的模数转换模块采集微腔横向电场和横向磁场模式的频谱数据，将其转换成可供处理的数字量；基于数字信号处理技术，在获得的数字量基础上，根据洛伦兹线型函数拟合光谱峰型，通过拟合寻峰获得横向电场和横向磁场模式峰值所对应的频率；在微腔外壳温控基础上以预设范围改变微腔温度，重复以上步骤，拟合不同温度下横向电场和横向磁场模式频率和微腔温度的函数曲线，即横坐标为微腔温度、纵坐标为不同模式频率；计算各个微腔温度下横向电场和横向磁场模式间的频率差值，以双模频差敏感微腔温度，作为高灵敏温度传感送入控制回路；与量级的温度设定值作比较得到偏差信号，通过增量式比例-积分-微分控制，输出表征温度控制力度的数字量；通过数模转换输出以电压形式表示的模拟控制量，送入温控芯片转换成以电流形式表示的控制量，以此控制半导体热电制冷器件加热或制冷，实现微腔本身量级的高精度温度控制。

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