【应用】基于II-VI Marlow的多级热电冷却器的温度控制系统，保证可调光滤波器在光纤通信系统中正常工作
在现代通信技术领域，光纤通信业已成为主流技术之一。随着光纤技术的不断发展，如波分复用技术的发展，使得光纤传输信息的容量也在不断提升。波分复用系统是在一根光纤中传输多个波长的光，每个波长就是一个信道，通过多信道数据传输来增加信息容量。由于光纤中多信道光的存在，因此我们必须要有额外的器件来监测这些信道的光，为工程师提供每个信道光的功率信息。这个额外的器件就是光通道监视器(OCM)。而OCM中必不可少的器件就是可调光滤波器，如图1所示，其主要是可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。
图1 可调光滤波器在光纤通信系统中
从图1的光纤通信方案图可知，可调光滤波器在该系统中有着至关重要的作用。其性能的优劣，直接决定着光纤数据传输质量的高低。而在影响可调光滤波器的关键因素中，温度时一个难以忽视的因素之一。以法布罗-珀罗可调光滤波器为例，当环境温度出现变化时，F-P腔体内的谐振波长会发生明显变化，导致光信号解析精度降低。如果温度变化很剧烈，谐振波长甚至会超出光源的波长范围，造成数据丢失。图2所示即为温度和谐振波长的关系示意图。
图2 温度和谐振波长的关系示意图
为了保持可调光滤波器的工作稳定性，必须也将其环境温度保持在一个恒定温度，因此需要冷却系统保持环境温度。本文推荐使用的是基于II-VI MARLOW的多级热电冷却器的温度控制系统，方案如图3所示。II-VI Marlow的热电冷却器有单级热电冷却器和多级热电冷却器，其冷却温度差性能有差异，多级热电冷却器的温度差范围为+86℃至+ 130°C的ΔTmax，而单级热电冷却器只有+76℃的ΔTmax。同时，多级热电冷却器的温度控制精度更为稳定。因此，在热电冷却器的选型上，更推荐使用多级热电冷却器。根据型号的不同，II-VI Marlow的多级热电冷却器分为二级、三级和四级热电制冷器。其具体的电气性能也略有不同，具体可以参考表1。
图3 基于II-VI Marlow的多级热电冷却器的可调光滤波器温度控制系统
表1 II-VI Marlow的多级热电冷却器的电气参数
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型号- SP5025-01AC,RC12-6-01,SP1975-02AC,RC12-2.5-01,XLT2423-31AC,NL2021T-01AC,SP1848-03AC,XLT2419-03AC,NL1012T-01AC,SP5255-01AC,NL2011T-01AC,XLT2421-03AC,XLT2420-01 L,NL1020T-01AC,RC6-2.5-01,TG12-8,SP5162-01AC,NL3040-01BC,TG12-6,TG12-4,ST3684-01,SP5384-01AC,TG12-2.5,NL2012T-01AC,XLT2418-03AC,NL1023T-01AC,ST3384-01,TG 12-2.5,NL3021T-01AC,RC6-6-01,RC3-6-01,NL1011T-01AC,RC12-8-01,NL2063T-01AB,NL1021T-01AC,RC12-4-01,RC6-8-01,NL4012T-03BC,XLT2422-01L,SP2402-01AB,SE6020,SP5083-03AC,856-3977-001,SP2394-01AB,XLT2420-01L,RC3-2.5-01,SP2503-03AC,XLT2416-03AC,860-3079-001,860-3079-002,NL4040-01BC,MI6030-01BC,NL1025T-01AC,SP5446-01AC,NL1010T-01AC,NL1013T-01AC,NL2022T-01AC,NL2064T-AB,SP2085-01AC,NL3026T-01AC,RC6-4-01,RC3-8-01,RC3-4-01
II-VI MARLOW单级制冷片/模块选型表
涵盖0.16-62.5mm全尺寸，温升高至146℃，最高功率206W的TEC。
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产品型号
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品类
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ΔT°C-Vacuum {N2 (50°C)}
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ΔT N2 (27°C)
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Qmax 27°C (watts)
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Imax 27°C (amps)
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Vmax 27°C (volts)
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Base Ceramic Width (MM)
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Base Ceramic Length (MM)
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Top Ceramic Width (MM)
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Top Ceramic Length (MM)
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Module Height (MM)
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NL1020T-01AC
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TEC 单级制冷片
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72
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64
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0.9
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1.8
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0.8
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0.16
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0.16
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0.16
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0.16
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0.085
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型号- SP5025-01AC,RC12-6-01,SP1975-02AC,RC12-2.5-01,XLT2423-31AC,NL2021T-01AC,SP1848-03AC,XLT2419-03AC,NL1012T-01AC,SP5255-01AC,NL2011T-01AC,XLT2421-03AC,NL1020T-01AC,RC6-2.5-01,TG12-8,SP5162-01AC,NL3040-01BC,TG12-6,TG12-4,ST3684-01,SP5384-01AC,TG12-2.5,NL2012T-01AC,XLT2418-03AC,NL1023T-01AC,ST3384-01,NL3021T-01AC,RC6-6-01,RC3-6-01,NL1011T-01AC,RC12-8-01,NL2063T-01AB,NL1021T-01AC,RC12-4-01,RC6-8-01,NL4012T-03BC,XLT2422-01L,SP2402-01AB,SE6020,SP5083-03AC,SP2394-01AB,XLT2420-01L,RC3-2.5-01,SP2503-03AC,XLT2416-03AC,NL4040-01BC,MI6030-01BC,NL1025T-01AC,SP5446-01AC,NL1010T-01AC,NL1013T-01AC,NL2064T-AB,NL2022T-01AC,SP2085-01AC,NL3026T-01AC,RC6-4-01,RC3-8-01,RC3-4-01
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现货： 20
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