用于量子密钥分发的半导体激光器温控系统

由于量子密钥分发(quantum key distribution,QKD)系统对光源的稳定性要求极高,尤其是激光器发出光的波长和光强的稳定性,直接影响了系统的成码率.由此,针对分布反馈式(distributed feedback,DFB)激光器的温度特性,设计一种有效的温度控制系统.系统以 FPGA为控制核心,采用增量式PID算法,对DFB激光器的工作温度进行实时监控.采用热电制冷控制芯片MAX8520 作为半导体制冷器(thermoelectric cooler,TEC)的驱动芯片.利用集成于DFB激光器内部的负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)热敏电阻构成温度采集模块,组成闭环负反馈结构.通过实验测试,温度控制精度可达±0. 03 ℃,波长漂移可控制在0. 01 nm以内.该温控系统具有电路体积小、效率高和可靠性高等特点,可为激光器提供稳定的温度控制,以保证QKD系统的光源波长的稳定性.