基于单片机的外腔半导体激光器控制系统的设计

设计了一种以单片机为核心,结合PID控制系统等外围电路的半导体激光器的高精度控制器.半导体激光器驱动电流精度达1.5×10-5,长时间工作(12h以上)偏置电流变化小于1μA,温度控制精度达到10-3℃.用该系统来控制光栅外腔半导体激光器,得到了功率稳定、波长单一的激光输出,长时间工作没有出现跳模现象.     

横向风冷偏焦相交圆聚光腔YAG激光器的研究

对开腔式强迫风冷结合半导体制冷系统的ＹＡＧ激光器进行了理论分析和实验研究,设计了开腔式偏焦相交圆聚光腔,并利用横向强迫空气流动和半导体制冷两种方式同时进行冷却,获得了一种新型气体冷却结合半导体制冷聚光腔腔型的激光器。     

高温水环境下摄像头机芯的半导体冷却结构和实验研究

在核电厂换料水池高温区域的视频检查中,摄像头机芯放热和外界热传导可能导致机芯因工作环境温度过高而停机.为解决此问题,就半导体制冷片在高温(55±3)℃水环境下对摄像头的制冷效果进行了实验研究,通过试验得到了制冷片工作电压对制冷效果的影响.在此基础上对比分析了不同散热器的降温效果.研究结果表明,半导体制冷片的应用可以有效控制(55±3)℃水环境下摄像头工作环境温度,从而解决了核电厂换料水池高温区域视频检查摄像头的停机问题,为核电厂高温水下视频检查提供可靠的技术支持.     

500mW半导体激光治疗仪的设计

介绍500mW半导体激光器性能和作为照射光源在治疗仪中的应用，以及激光器恒流源和控制保护电路设计，另外简要介绍了半导体激光器的制冷电路。     

太阳能半导体制冷因素的研究及其性能优化

以探讨影响太阳能半导体制冷因素为主线,对太阳能半导体制冷性能进行了优化探讨.分析了太阳能半导体的应用前景和工作原理.对影响太阳能半导体制冷性能的因素包括太阳辐射强度、太阳能电池板的光电转换效率、半导体制冷热端散热方式、半导体制冷系统的设计工况、蓄电池的工作状态、半导体制冷电臂的结构以及热电材料的优值系数进行了系统分析.对太阳能半导体制冷系统提出了一些建议和优化措施.     

用于光频标半导体激光器温度控制电路的设计

半导体激光频标的核心是半导体激光器,其输出激光的线宽与稳定性是影响频标性能指标的重要因素之一。半导体激光器对工作温度很敏感,需要有恒定温度保证半导体激光器工作稳定。本文在借鉴常用的一些温控电路的基础上,给出了一种实用的控制精度较高的温控电路设计,实现了对激光器工作温度的控制。并对整个电路做出了实验仿真和测试,系统控温精度达到0.01℃。     

小型水冷半导体制冷箱的初步设计

基于半导体制冷原理,在半导体热电堆的最优工况下,选择最佳散热方式水冷散热,对小型半导体制冷箱进行设计.使其在最优工况下工作,即可获得较大的制冷量,又可消耗较小的功率,从而降低其功率及成本,使综合效益达到最优状态,从而提高了半导体制冷箱的制冷性能.     

半导体激光器的虚拟实验仿真系统

根据半导体激光器的工作原理及速率方程,基于图形化编程语言LabVIEW开发出一套半导体激光器虚拟实验系统.该系统界面简洁,操作简单,交互性强,能够演示和模拟半导体激光器在自由运行条件下的输出情况,学生可以对大部分参数进行修改,录入后系统能够自动得出在此条件下的半导体激光器输出特性,使学生能够对半导体激光器的工作特性以及各类参数对其输出特性的影响有一个较为全面的认识.该虚拟实验系统可用于课前预习和课堂演示,对于提升实验教学效果具有很好的辅助作用.     

风冷半导体空调的散热问题

设计由两组半导体模块组成的半导体空调系统,整个系统输入功率为170 W,制冷空间为600 mm×600 mm×600 mm,性能系数COP为0.62.实验结果表明,制冷实验20 min后,制冷空间的温度下降了11℃.同时探讨不同储冷块对实际制冷量的影响,结果表明,半导体热电堆存在合适的储冷块厚度.TEC1-12708型半导体制冷片在12 V、2.8 A工况下运行时,储冷块厚度为10 mm时可以得到较大的实际制冷量.     

冷敷半导体制冷箱温控系统设计

设计了一种冷敷用半导体制冷箱,采用开关电源作为电源,HT46R47单片机为主控制器,定时中断为LED显示提供控制信号.实验结果表明:在室温条件下,冷敷半导体制箱制冷箱在25min内能够将眼罩制冷到所设定温度,并保持基本温度恒定,温度波动范围为1℃,远短于普通冰箱制冷的时间.     

具有负反馈特征的光伏-温差联合发电模型与效率分析

太阳能电池输出功率随着温度升高而降低,半导体温差发电模块输出功率随着温差的增大而升高.结合两者输出功率随温度变化的关系,利用烟囱效应巧妙设计了一套具有负反馈作用的光伏 温差联合发电系统,并对其进行了效率和环境分析.结果表明:系统处于稳定工况时,温差模块可以提供输出功率4.3 W,光伏电池比自然冷却方式下的输出功率增加6.9%,系统的光电转换效率增加1.42%,效率达到12.06%,在寿命期内比火力发电减排NOx 9.7 kg、CO2 742.9 kg、SO2 9.6 kg;系统可以有效地控制电池板与环境的温差在22 ℃左右,增加电池板的使用寿命,这对可再生能源的应用具有理论指导意义.     

地热闪蒸-双工质联合发电系统最佳参数选择

 介绍了地热闪蒸-双工质联合发电方式,通过数学模拟,分析地热水温度对单位热水发电量、热效率和最佳温度的影响,计算结果表明,地热水温度为80℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为1.08和0.86kW·h/t,地热水温度为150℃时,闪蒸系统采用直接冷却和间接冷却方式的联合发电系统的单位热水净发电量分别为6.57和6.35kW·h/t;采用直接冷却方式的联合发电系统的发电量以闪蒸发电为主,采用间接冷却方式的联合发电系统的发电量以双工质发电为主;当热源温度为100、130和150℃时,采用直接冷却和间接冷却方式的联合系统的最佳温度分别为80和85℃、100和115℃、125和140℃。地热闪蒸-双工质联合发电技术可以为中国中低温地热资源开发提供技术支撑。     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.     

半导体激光器驱动与控制系统的分析与设计

设计一种半导体激光器的驱动与控制系统, 能为半导体激光器提供高稳定度的驱动电流、 自动光功率控制和恒温控制, 提高了半导体激光器的使用寿命和输出波长的单一性.     

半导体吸收式光纤温度传感器

利用半导体光吸收原理 ,提出了一种新颖的半导体吸收式光纤温度传感器 ,它可实现在高压、强电磁环境下对电力系统线路及设备的温度测量。该传感器使用砷化镓半导体材料作为温度敏感元件 ,并用反射式传感结构 ,使其具有结构简单、容易使用、响应速度快的特点 ;同时利用除法器减少了光强的变化及光纤连接损耗对传感器信号的影响。实验测定 ,该传感器在 - 2 0℃～ 110℃的温度范围内有1℃的精度 ,温度在 15℃～ 110℃范围变化时有 2 5 s的响应时间。     

严寒地区数据中心降温节能空调系统探究

随着大数据时代的到来,数据中心建设发展迅速。其特点是散热量大,空调能耗高,人工制冷作为数据中心主要室内降温方式且连续运行,耗电量仅次于IT设备用电,PUE值较高。严寒地区冬季温度≤5℃的天数不足170d,夏季超过30℃的天数不足30d,气候特点鲜明。故可充分利用室外空气温度变化来满足室内环境温度需求,即在数据中心空调制冷系统方案中拟采用全热交换、蒸发冷却和人工制冷系统相结合的模式,以达到节能降耗的目的。     

Research of refrigeration system for a new type of constant temperature hydraulic tank

Different from the traditional hydraulic oil cooling method,a new type of constant temperature oil tank cooling system based on semiconductor refrigeration technology is designed. This paper studies the principle of semiconductor refrigeration and establishes a heat transfer model. Semiconductor cooler on piping refrigeration is simulated,and influence of the parameters on the outlet temperature,such as pipe pressure difference of inlet and outlet,pipe length,pipe radius,are gotten,and then hydraulic tank semiconductor refrigeration system is proposed. The semiconductor refrigeration system can control temperature at 37 ± 1°C.     

高功率双包层光纤激光器温度分布的数值分析

对高功率光纤激光器热效应问题进行了理论研究,在分析热效应产生原因的基础上,建立了一套双包层光纤激光器稳态温度分布模型,数值模拟了光纤轴向和径向的温度分布,得出了不同的光纤长度、截面半径和制冷条件下光纤端面中心温度随激光输出功率的变化关系.结果表明,单根光纤在输出千瓦级激光情况下对光纤端面附近区域沿轴向制冷将显著降低热效应的影响.     

用于TDLAS甲烷检测的激光器电流驱动与温控系统

为了满足激光器在甲烷气体检测中对输出波长稳定的需求,自主设计以STM32F103RCT6为微处理器核心的电流驱动系统和温控系统,包括信号发生电路、滤波电路、温度采集与控制电路等,运用信号发生芯片生成锯齿扫频信号、正弦调制信号、直流偏置信号,把他们叠加作为激光器注入电流,同时对激光器整体构建二级制冷系统,通过温度和电流的调谐使激光器发出的波长在甲烷气体吸收峰1 653.72nm附近扫描,以使气体充分吸收。经验证,整个系统工作稳定,可持续工作时间超过36h,温度误差为±0.008℃,电流驱动误差≤0.09mA,波长误差在千分位,满足设计需求。     

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的倍频研究

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器（OPS-VECSEL）是一种新型的半导体激光器,在很多领域有着广阔的应用前景。其外腔结构更容易实现高功率、高光束质量的倍频。本文分析了光泵浦垂直外腔面发射半导体激光器的器件结构;研究了VECSEL的倍频,设计了两种不同的VECSEL倍频结构及散热装置。