1. 简介
光通信系统中，通常将激光二极管用作发射器部分的信号源，或者在光放大器中用作能量源。大多数的激光二极管都只能在一定的温度范围内正常工作，因为它们输出光的波长和功效都会随温度的变化而相应地发生变化。
尤其是在密集波分复用(dwdm)系统中，大量不同波长的激光束在一根光纤中传输。而这些激光的波长都必须是在光纤波长的低衰减窗范围内，这样光解复用器才能无串扰地分辨出每一个波长激光信号。但因为激光束的波长会随温度而变化，所以在这些系统中，保持一个精确稳定的激光器温度是非常重要的。
在掺饵光纤放大器(edfa)中，激光二极管是用作能量源。激光器的温度必须保证稳定在某个数值，这样激光束的功率才能稳定。
许多无源光器件也同样对温度很敏感。为了稳定光的各种参数，对这些器件的精确温度控制也是很有必要的。
温度控制，因此在现在的光通信器件和系统设计中成为一个非常重要的任务。
2. tec － 一个冷/热发生器
大多数上述的应用都需要使用一个热电制冷器（tec）作为它们的冷热源。一个tec是一个半导体p-n结器件，利用塞贝克（peltier）效应来制冷或加热。在tec两端加上一个直流电压就会产生一个直流电流 ，这会使tec的一端发热，另外一端制冷。发热的一端我们称之为“热端”，制冷的一端我们称之为“冷端”。把tec两端的电压反向也会导致相反的热流向－热端变为冷端，冷端变成热端。实际上，热或冷端都是在tec制造好之后再定义的。通常一般把有两个引脚的那端称为热端，虽然有时也用这一端来制冷。需要稳定温度的物体安放在冷端，散热部分安放在热端。
tec可以移去的热量与流过tec的电流值有关。当电流越大，移去的热量越多，但这并非是一种线性关系。因此，目标物体的温度可以通过控制流过tec两端的电流方向和幅度来控制。但是tec的电流一旦超过某个最大值，tec就不再制冷而只是会发热了，一个好的系统设计应该避免这种情况的发生。
在通信系统中，典型的tec功率是2瓦到15瓦。驱动tec的电压从1v到5v。假设系统中的每一个器件都是理想的话，目标温度的精度可以稳定在0.00001oc范围内。在光发射器应用中，根据不同的激光器和使用波长，需要的温度稳定范围从(0.1oc到(0.02oc。在edfa应用中，需要的温度稳定范围通常是(0.5(c 到 (0.2(c。对于无源器件，所需的温度稳定范围是(5(c 到 (0.001(c。
3. 如何控制tec
图一显示了控制一个tec的基本功能框图。第一个部分是温度传感器，这个传感器是用来测量安放在tec冷端的目标物体的温度。期望的目标物体温度是用一个设定点电压来表示，与温度传感器产生的代表实际目标物体温度的电压通过一个op运放进行比较，然后产生一个误差电压。这个电压通过一个高增益的放大器放大，同时也对因为目标物体的冷热端引起的相位延迟进行补偿，然后再驱动h桥输出。h桥同时控制tec电流的方向和大小。当目标物体的温度低于设定点温度时，h桥朝tec制热的方向按一定的幅值驱动电流；当目标物体的温度高于设定点温度时，h桥会减少tec的电流甚至反转tec的电流方向来降低目标物体温度。当控制环路达到平衡时，tec的电流方向和幅值就调整好了，目标物体温度也等于设定的温度。
图 1: tec 控制器的原理框图
通信应用中最常用的温度传感器是热敏电阻。这种热敏电阻具有负温度系数特性，例如，当温度上升时，阻值下降。它的优点包括灵敏度高，小封装，低成本。对于高端应用，它的缺点是较高的长期漂移（(0.1(c /年），并且绝对误差较大（(1%）。有其它温度传感器可以用在这种要求低漂移小误差的应用中。
