一种高稳定度光纤激光器泵浦源制造技术

本发明专利技术属于电子设备技术领域，特别涉及一种高稳定度光纤激光器泵浦源。结构有散热器(1)、外部热电制冷器(2)、外部热敏电阻Rt、第一铝块(3)、第二铝块(4)、激光器模块(5)、第一控温模块(6)、第二控温模块(7)；其特征在于，结构还有前面板(8)和驱动模块(9)，本发明专利技术通过对大功率激光二极管及驱动电路中的电流取样电阻和功率三极管这些关键器件同时进行恒温度控制，同时驱动电路还采用了并联分流技术，降低了每一路的承载电流和发热量，提高了整体驱动电流的稳定度，从而提高泵浦源输出激光的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定度光纤激光器泵浦源
本专利技术属于电子设备
，特别涉及一种高稳定度光纤激光器泵浦源。
技术介绍
光纤激光器以其低阈值、高功率、高光束质量、可靠性好、结构紧凑和散热性好等诸多优点，广泛应用于激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接(铜焊、淬水、包层以及深度焊接)、军事国防安全、医疗器械仪器设备等领域。光纤激光器是利用掺稀土元素光纤作为增益介质的激光器。光纤激光器在光纤放大器的基础上开发而来，由泵浦源、稀土元素掺杂光纤、谐振腔三个基本要素组成，其工作原理是：泵浦源产生的泵浦波长上的光子被掺杂光纤吸收，使其中的稀土元素离子跃迁到较高的能级，形成粒子数反转；在自发或受激的条件下，稀土元素离子由高能级回到低能级并同时释放出相应能量的光子；在光纤激光器的光纤谐振腔中上述过程构成正反馈，从而形成激光振荡输出。在光纤激光器中，泵浦源是为整个光纤激光器提供能量的器件，作为光纤激光器的核心部分，它必须满足以下几个条件：第一，其输出激光波长必须与掺杂光纤的吸收波长匹配，掺杂光纤实质上是一个波长转换器，通过它可以将泵浦波长转换为特定的激光波长，泵浦光的波长一般要小于输出激光的波长。例如：对于掺铒光纤来说，使用波长为980nm或1480nm的激光作为泵浦光，可以产生1550nm波长的激光输出；第二，其输出光功率必须足够大的；第三，泵浦源要与光纤易于耦合，因为光在980nm处有强烈的吸收效应，泵浦效率高、增益高、噪声系数比较低，所以高功率980nm波长单模半导体激光器是光纤激光器的最理想泵浦源；第四，其输出激光的波长和功率必须有足够的稳定度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种能够自动控温的高稳定度激光器泵浦源。本专利技术的技术问题通过以下技术方案解决：一种高稳定度光纤激光器泵浦源，结构有散热器1、外部热电制冷器2、外部热敏电阻Rt、第一铝块3、第二铝块4、激光器模块5、第一控温模块6、第二控温模块7；其特征在于，结构还有前面板8和驱动模块9，所述的外部热电制冷器2固定在第一铝块3和散热器1的光滑面之间，且冷面朝向第一铝块3，第二铝块4固定在散热器1的光滑面上，激光器模块5的散热面固定在第二铝块4的与散热器1相对的面上，驱动模块9的取样电阻Rs1、Rs2和功率三极管Q5、Q6的散热面均贴在第一铝块3的与外部热电制冷器2相对的面上，外部热敏电阻Rt放置在第一铝块3的重心处且与第一铝块3之间绝缘；所述的激光器模块5的内部热电制冷器的正、负极A_TEC+、A_TEC-分别和第一温控模块6的TEC控制输出端TEC+和TEC-相连，激光器模块5的内部热敏电阻输出端A_Rt+、A_Rt-与第一温控模块6的热敏电阻输入端NTC+、NTC-相连，激光器模块5的电流输入端LD+和LD-分别和驱动模块9的电流输出端LD_D+和LD_D-相连，激光器模块5的内部光电二极管的正、负极PD+、PD-分别与驱动模块9的光功率输入端PD_D+和PD_D-相连；所述的第二温控模块7的TEC控制输出端TEC+和TEC-分别和外部热电制冷器2的正、负极B_TEC+、B_TEC-相连，第二温控模块7的热敏电阻输入端NTC+、NTC-分别与外部热敏电阻Rt的两端B_Rt+、B_Rt-相连；所述的前面板8由显示屏、“显示模式”选择开关、电源开关、状态指示灯、“激光输出”接口、“限制功率”旋钮、“输出功率”旋钮和“输出控制”开关构成，前面板8的状态指示灯与驱动模块9的Key_State端相连，前面板8的“激光输出”接口与激光器模块5的尾纤相连，前面板8的“输出控制”开关与驱动模块9的Enable_Key端相连，前面板8“显示模式”选择开关是驱动模块9的单刀双掷开关KEY，前面板8的显示屏的信号输入端与驱动模块9的DISPLAY端相连，前面板8的“限制功率”旋钮连驱动模块9的电位器P1的控制杆，前面板8的“输出功率”旋钮连驱动模块9的电位器P2的控制杆；所述的驱动模块9由输出控制电路91、软启动控制电路92、显示电路93和并联分流电路94构成；所述的输出控制电路91的结构是，2.5V电压基准芯片U1的输入电压IN引脚接电源Vcc；2.5V电压基准芯片U1的GND引脚接地；2.5V电压基准芯片U1的输出电压OUT引脚经电容C1接地；2.5V电压基准芯片U1的OUT引脚接运放U2A的同相输入端；运放U2A的反相输入端经电容C2接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R1接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R2接地；运放U2A的输出端作为输出控制电路92的Limit_PC输出端与显示电路93的Limit_P输入端相连；电位器P2的抽头端接运放U2B的同相输入端；电位器P2的另外两端分别接电位器P1的抽头端和地；电位器P1的另外两端分别接运放U2A的输出端和地；运放U2B的反相输入端经电容C3接地；运放U2B的反相输入端接运放U2B的输出端；运放U2B的输出端作为输出控制电路92的Output_PC输出端与软启动控制电路92的Output_PS输出端相连，还和并联分流电路94的Output_P输入端相连；所述的软启动控制电路92的结构是，二极管D1的阴极与电阻R3的一端相连作为软启动控制电路92的Enable_Key输入端与前面板的“输出控制”开关的一端相连，前面板8的“输出控制”开关的另一端接电源Vcc，电阻R3的另一端接地；二极管D1的阳极经电阻R5接地；二极管D1的阳极经电阻R4接电源Vcc；二极管D1的阳极经电阻R6接运放U3A的同相输入端；运放U3A的反相输入端经电阻R7接电源Vcc；运放U3A的反相输入端经电阻R8接地；运放U3A的输出端经电阻R13接三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极经电阻R14接电源Vcc；三极管Q3的集电极经电阻R15接地；三极管Q3的集电极经电容C5接地；三极管Q3的集电极接MOS管Q4的栅极；MOS管Q4的漏极作为软启动控制电路92的Output_PS输出端与输出控制电路91的Output_PC输出端相连，还和并联分流电路94的Output_P输入端相连；MOS管Q4的源极接地；电容C4的一端接电源Vcc，另一端接MOS管Q1的栅极；二极管D2的阴极接电源Vcc，阳极接MOS管Q1的栅极；电阻R10的一端接地，另一端接MOS管Q1的栅极；二极管D3的阴极接MOS管Q1的栅极，阳极接地；MOS管Q1的源极接地，漏极经电阻R9接运放U3A的输出端；运放U3A的输出端经电阻R11接MOS管Q2的栅极；MOS管Q2的源极接地，漏极接电阻R12的一端，电阻R12的另一端作为软启动控制电路92的Key_State输出端与前面板8的状态指示灯LED的阴极相连，前面板8的状态指示灯LED的阳极接电源Vcc；所述的显示电路93的结构是，电阻R16的一端接运放U4A的同相输入端；另一端作为显示电路93的Limit_P输入端与输出控制电路91的Limit_PC输出端相连，运放U4A的反相输入端经电阻R17接地；运放U4A的反相输入端接电位器P3的一端；电位器P3的抽头端接运放U4A的输出端；运放U4A的输出端接单刀双掷开关KEY的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳定度光纤激光器泵浦源，结构有散热器(1)、外部热电制冷器(2)、外部热敏电阻Rt、第一铝块(3)、第二铝块(4)、激光器模块(5)、第一控温模块(6)、第二控温模块(7)；其特征在于，结构还有前面板(8)和驱动模块(9)，所述的外部热电制冷器(2)固定在第一铝块(3)和散热器(1)的光滑面之间，且冷面朝向第一铝块(3)，第二铝块(4)固定在散热器(1)的光滑面上，激光器模块(5)的散热面固定在第二铝块(4)的与散热器(1)相对的面上，驱动模块(9)的取样电阻Rs1、Rs2和功率三极管Q5、Q6的散热面均贴在第一铝块(3)的与外部热电制冷器(2)相对的面上，外部热敏电阻Rt放置在第一铝块(3)的重心处且与第一铝块(3)之间绝缘；所述的激光器模块(5)的内部热电制冷器的正、负极A_TEC+、A_TEC‑分别和第一温控模块(6)的TEC控制输出端TEC+和TEC‑相连，激光器模块(5)的内部热敏电阻输出端A_Rt+、A_Rt‑与第一温控模块(6)的热敏电阻输入端NTC+、NTC‑相连，激光器模块(5)的电流输入端LD+和LD‑分别和驱动模块(9)的电流输出端LD_D+和LD_D‑相连，激光器模块(5)的内部光电二极管的正、负极PD+、PD‑分别与驱动模块(9)的光功率输入端PD_D+和PD_D‑相连；所述的第二温控模块(7)的TEC控制输出端TEC+和TEC‑分别和外部热电制冷器(2)的正、负极B_TEC+、B_TEC‑相连，第二温控模块(7)的热敏电阻输入端NTC+、NTC‑分别与外部热敏电阻Rt的两端B_Rt+、B_Rt‑相连；所述的前面板(8)由显示屏、“显示模式”选择开关、电源开关、状态指示灯、“激光输出”接口、“限制功率”旋钮、“输出功率”旋钮和“输出控制”开关构成，前面板(8)的状态指示灯与驱动模块(9)的Key_State端相连，前面板(8)的“激光输出”接口与激光器模块(5)的尾纤相连，前面板(8)的“输出控制”开关与驱动模块(9)的Enable_Key端相连，前面板(8)“显示模式”选择开关是驱动模块(9)的单刀双掷开关KEY，前面板(8)的显示屏的信号输入端与驱动模块(9)的DISPLAY端相连，前面板(8)的“限制功率”旋钮连驱动模块(9)的电位器P1的控制杆，前面板(8)的“输出功率”旋钮连驱动模块(9)的电位器P2的控制杆；所述的驱动模块(9)由输出控制电路(91)、软启动控制电路(92)、显示电路(93)和并联分流电路(94)构成；所述的输出控制电路(91)的结构是，2.5V电压基准芯片U1的输入电压IN引脚接电源Vcc；2.5V电压基准芯片U1的GND引脚接地；2.5V电压基准芯片U1的输出电压OUT引脚经电容C1接地；2.5V电压基准芯片U1的OUT引脚接运放U2A的同相输入端；运放U2A的反相输入端经电容C2接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R1接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R2接地；运放U2A的输出端作为输出控制电路(92)的Limit_PC输出端与显示电路(93)的Limit_P输入端相连；电位器P2的抽头端接运放U2B的同相输入端；电位器P2的另外两端分别接电位器P1的抽头端和地；电位器P1的另外两端分别接运放U2A的输出端和地；运放U2B的反相输入端经电容C3接地；运放U2B的反相输入端接运放U2B的输出端；运放U2B的输出端作为输出控制电路(92)的Output_PC输出端与软启动控制电路(92)的Output_PS输出端相连，还和并联分流电路(94)的Output_P输入端相连；所述的软启动控制电路(92)的结构是，二极管D1的阴极与电阻R3的一端相连作为软启动控制电路(92)的Enable_Key输入端与前面板的“输出控制”开关的一端相连，前面板(8)的“输出控制”开关的另一端接电源Vcc，电阻R3的另一端接地；二极管D1的阳极经电阻R5接地；二极管D1的阳极经电阻R4接电源Vcc；二极管D1的阳极经电阻R6接运放U3A的同相输入端；运放U3A的反相输入端经电阻R7接电源Vcc；运放U3A的反相输入端经电阻R8接地；运放U3A的输出端经电阻R13接三极管Q3的基极；三极管Q3的发射极经电阻R14接电源Vcc；三极管Q3的集电极经电阻R15接地；三极管Q3的集电极经电容C5接地；三极管Q3的集电极接MOS管Q4的栅极；MOS管Q4的漏极作为软启动控制电路(92)的Output_PS输出端与输出控制电路(91)的Output_PC输出端相连，还和并联分流电路(94)的Output_P输入端相连；MOS管Q4的源极接地；电容C4的一端接电源Vcc，另一端接MOS管Q1的栅极；二极管D2的阴极接电源Vcc，阳极接MOS管Q1的栅极；电阻R10的一端接...

【技术特征摘要】
1.一种高稳定度光纤激光器泵浦源，结构有散热器(1)、外部热电制冷器(2)、外部热敏电阻Rt、第一铝块(3)、第二铝块(4)、激光器模块(5)、第一温控模块(6)、第二温控模块(7)；其特征在于，结构还有前面板(8)和驱动模块(9)，所述的外部热电制冷器(2)固定在第一铝块(3)和散热器(1)的光滑面之间，且冷面朝向第一铝块(3)，第二铝块(4)固定在散热器(1)的光滑面上，激光器模块(5)的散热面固定在第二铝块(4)的与散热器(1)相对的面上，驱动模块(9)的取样电阻Rs1、Rs2和功率三极管Q5、Q6的散热面均贴在第一铝块(3)的与外部热电制冷器(2)相对的面上，外部热敏电阻Rt放置在第一铝块(3)的重心处且与第一铝块(3)之间绝缘；所述的激光器模块(5)的内部热电制冷器的正、负极A_TEC+、A_TEC-分别和第一温控模块(6)的TEC控制输出端TEC+和TEC-相连，激光器模块(5)的内部热敏电阻输出端A_Rt+、A_Rt-与第一温控模块(6)的热敏电阻输入端NTC+、NTC-相连，激光器模块(5)的电流输入端LD+和LD-分别和驱动模块(9)的电流输出端LD_D+和LD_D-相连，激光器模块(5)的内部光电二极管的正、负极PD+、PD-分别与驱动模块(9)的光功率输入端PD_D+和PD_D-相连；所述的第二温控模块(7)的TEC控制输出端TEC+和TEC-分别和外部热电制冷器(2)的正、负极B_TEC+、B_TEC-相连，第二温控模块(7)的热敏电阻输入端NTC+、NTC-分别与外部热敏电阻Rt的两端B_Rt+、B_Rt-相连；所述的前面板(8)由显示屏、“显示模式”选择开关、电源开关、状态指示灯、“激光输出”接口、“限制功率”旋钮、“输出功率”旋钮和“输出控制”开关构成，前面板(8)的状态指示灯与驱动模块(9)的Key_State端相连，前面板(8)的“激光输出”接口与激光器模块(5)的尾纤相连，前面板(8)的“输出控制”开关与驱动模块(9)的Enable_Key端相连，前面板(8)“显示模式”选择开关是驱动模块(9)的单刀双掷开关KEY，前面板(8)的显示屏的信号输入端与驱动模块(9)的DISPLAY端相连，前面板(8)的“限制功率”旋钮连驱动模块(9)的电位器P1的控制杆，前面板(8)的“输出功率”旋钮连驱动模块(9)的电位器P2的控制杆；所述的驱动模块(9)由输出控制电路(91)、软启动控制电路(92)、显示电路(93)和并联分流电路(94)构成；所述的输出控制电路(91)的结构是，2.5V电压基准芯片U1的输入电压IN引脚接电源Vcc；2.5V电压基准芯片U1的GND引脚接地；2.5V电压基准芯片U1的输出电压OUT引脚经电容C1接地；2.5V电压基准芯片U1的OUT引脚接运放U2A的同相输入端；运放U2A的反相输入端经电容C2接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R1接运放U2A的输出端；运放U2A的反相输入端经电阻R2接地；运放U2A的输出端作为输出控制电路(92)的Limit_PC输出端与显示电路(93)的Limit_P输入端相连；电位器P2的抽头端接运放U2B的同相输入端；电位器P2的另外两端分别接电位器P1的抽头端和地；电位器P1的另外两端分别接运放U2A的输出端和地；运放U2B的反相输入端经电容C3接地；运放U2B的反相输入端接运放U2B的输出端；运放U2B的输出端作为输出控制电路(92)的Output_PC输出端与软启动控制电路(92)的Output_PS输出端相连，还和并联分流电路(94)的Output_P输入端相连；所述的软启动控制电路(92)的结构是，二极管D1的阴极与电阻R3的一端相连作为软启动控制电路(92)的Enable_Key输入端与前面板的“输出控制”开关的一端相连，前面板(8)的“输出控制”开关的另一端接电源Vcc，电阻R3的另一端接地；二极管D1的阳极经电阻R5接地；二极管D1的阳极经电阻R4接电源Vcc；二极管D1的阳极经电阻R6接运放U3A的同相输入端；运放U3A的反相输入端经电阻R7接电源Vcc...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴戈，高博，田小建，于思瑶，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22