由于半導體激光器的壽命較長,因此通常采用高溫加速壽命測試方法[3],得到高溫下壽命后,再根據加速壽命數學模型得到器件常溫或其他溫度條件下的工作壽命。溫度控制系統主要用于提供半導體激光器老化和壽命實驗的工作環境,包括加熱器件、均熱板、溫度傳感器和溫度調節等幾部分。由于本系統可同時對大批激光器(最多50只)進行可靠性試驗,為了保證各激光器能在相同溫度條件下進行可靠性試驗,本設備將均熱板分為兩個工作區,每個區溫度單獨控制,以確保各激光器工作溫度相同。溫度采用PID調節控制,可調精度達±0.5℃。溫度控制環節有單獨的顯示部件,可預置工作溫度,實時顯示當前工作溫度。
3 系統軟件設計
系統軟件部分包括主程序、鍵、顯示及電流控制模塊。在系統加電后,主程序首先完成系統初始化,其中包括12位A/D轉換芯片MAX187、12位D/A轉換芯片MAX531、串行口、中斷、定時/計數器等工作狀態的設定,從x5045種讀取預置參數并顯示預置值等。然后掃描獲取鍵值,執行相應功能子程序。當啟動鍵按下后,根據預置值計算對應輸出的數字量送D/A,進行閉環反饋調整(圖3)。在電流調整過程中,用PID算法進行控制。
4 結束語
設計的基于單片機控制的半導體激光器可靠性評估系統可對各種半導體激光器進行可靠性測試,由于采用了單片機與輸出雙回路閉環反饋控制,配以各種軟、硬件保護及抗干擾措施,提高了系統長期使用的精度及穩定性。此外,該系統中電流的精度與A/D,D/A的位數有密切關系。若采用16位A/D、D/A轉換器進行相應的閉環調整,電流精度會進一步提高。本文設計的可靠性評估系統在實驗室已獲得較好的應用。