固体激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种固体激光器，包括：晶体、半导体制冷片和热电电源，热电电源与半导体制冷片供电连接；半导体制冷片包括热面，晶体与热面焊接。通过焊接将晶体牢固的固定在半导体制冷片上，在各类试验中焊料均不会产生过大的形变导致晶体脱落；同时焊接过程无需对工件进行加工和安装，焊接过程简单可靠。

solid-state laser

The utility model discloses a solid-state laser, which comprises a crystal, a semiconductor refrigerating sheet and a thermoelectric power supply, a thermoelectric power supply connected with a semiconductor refrigerating sheet, and a semiconductor refrigerating sheet including a hot surface, and a crystal and a hot surface welding. The crystals are firmly fixed on the semiconductor refrigeration chips by welding. In all kinds of tests, the solder will not produce too large deformation which will lead to crystal shedding. At the same time, the welding process does not need to process and install the workpiece, and the welding process is simple and reliable.

【技术实现步骤摘要】
固体激光器
本技术涉及一种固体激光器，属于激光器领域。
技术介绍
激光是20世纪以来，人类的又一重大专利技术，它一出现就引起人们的广泛关注。固体激光器具有体积小，使用方便，输出功率大等优点，在军事、加工、医疗和科研领域具有巨大的用途。固体激光器是以掺杂的玻璃、晶体或透明陶瓷灯固体材料为工作介质的激光器，其具有较大的输出功率和较紧凑的结构，尤其随着LDA泵浦固体激光技术的发展，泵浦效率大幅度提高，器件的体积更小、重量更轻、可靠性更高。现有泵浦源常通过半导体制冷片和水冷联合使用实现控温。目前固体激光器中的晶体一般采用胶水固定或者通过金属夹具进行封装。所用胶水通常为AB导热银胶，但银胶的导热系数小于金属基板，胶水固定部分在高低温实验中容易变形，导致各部件的脱落。同时，胶干时间长达4个小时以上，转配周期很长，生产效率低。而金属夹具结构复杂对工件加工要求高，且安装过程繁琐。半导体制冷又称为热电制冷(Thermoelectriccooler)，热电制冷是用电能作动力，以泊尔帖效应为基础的能量转换过程，半导体制冷系统结构简单，无需制冷剂，无污染，启动快，控制灵活，控制精度高，在失重和超重状态下均可工作，而且制冷面和加热面可通过切换电源正负极实现灵活切换。
技术实现思路
根据本技术提供了一种固体激光器，该激光器通过焊接将晶体牢固的固定在半导体制冷片上，在各类试验中焊料均不会产生过大的形变导致晶体脱落；同时焊接过程无需对工件进行加工和安装，焊接过程简单可靠。包括：晶体、半导体制冷片和热电电源，热电电源与半导体制冷片供电连接；半导体制冷片包括热面，晶体与热面焊接。优选地，固体激光器还包括温探器和控温器，温探器与半导体制冷片探测连接，温探器与控温器数据连接；控温器与半导体制冷片控制连接。优选地，控温器包括处理器和热电电源，处理器与温探器数据连接，处理器与热电电源控制连接；热电电源与半导体制冷片供电连接。优选地，温探器为热敏电阻或热电偶。优选地，晶体与热面之间设置焊料层，焊料层包括依次叠置于热面上的金属银层和焊膏层。优选地，焊料层包括相互间隔设置的多个焊料条。优选地，晶体的底面上设有焊接层。优选地，焊接层包括依序叠置的金属铬层和金属银层或依次叠置的金属铬层和金属铝层。优选地，固体激光器还包括散热金属，半导体制冷片还包括冷面，散热金属通过导热胶层与冷面相连接。优选地，导热胶层为导热硅脂层；散热金属为固体激光器的外壳。本技术能产生的有益效果包括：1)本技术所提供的固体激光器，通过控温装置对半导体制冷片进行控温，实现激光器使用过程中的精确控温，避免温度过高损坏晶体及其焊接连接部件。通过焊接层使晶体固定于半导体制冷片上，从而提高固体激光器的高低温稳定性。2)本技术所提供的固体激光器，以半导体制冷片作为焊接热源，无需另设加热片，从而节省元件，节约成本。提高激光器的紧凑性。附图说明图1为本技术提供的固体激光器结构示意图；图2为本技术提供的半导体制冷片热面示意图；图3为本技术提供的半导体制冷片的冷面示意图；图4为本技术提供的控温模块示意图。部件和附图标记列表：具体实施方式下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。参见图1，本技术提供的固体激光器，半导体制冷片10和热电电源42，热电电源42与半导体制冷片10供电连接；半导体制冷片10包括热面13，晶体30与热面13焊接。通过焊料实现晶体30与半导体制冷片10的连接，能提高激光器的使用稳定性。避免晶体30随激光器温度剧烈变化而脱落。优选的，固体激光器包括：温探器41和控温器40。温探器41用于探测半导体制冷片10的温度，与半导体制冷片10探测连接。温探器41与控温器40数据连接。控温器40与半导体制冷片10控制连接。控温器40根据温探器41所得温度控制半导体制冷片10的电流大小和电源通断。半导体制冷片10接通热电电源42后，冷面14温度降低，同时热面13温度升高。随着热面13温度的升高，涂覆热面13上的焊料熔化，从而与铺设于焊料层12上的晶体30实现焊接。焊接后，晶体30与半导体制冷板连接紧密，焊料稳定性高，不会随固体激光器的使用而脱落。提高了激光器的使用稳定性。同时温探器41在固体激光器的使用过程中，也可以实时探测晶体30所处半导体制冷片10的温度，从而根据需要通过控制半导体制冷片10实现对晶体30温度的控制，从而延长激光器使用寿命，避免晶体30温度过高。参见图4，优选的，控温器40包括处理器43和热电电源42，处理器43与温探器41数据连接，处理器43与热电电源42控制连接；热电电源42与半导体制冷片10供电连接。通过处理器43对温探器41所获取的温度进行分析处理后，判断半导体制冷片10的热面13所处温度，根据预设值实现对通过半导体制冷片10电流的大小和热电电源42通断进行控制。实现自动化焊接。此处的处理器43可以采用现有的各类处理器43实现。优选的，处理器43为单片机：ARM(AdvancedRISCMachine高级精简指令集处理器)，DSP(DigitalSignalProcessing,数字信号处理器)，FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)等，以及一些外围芯片，如FLASH(非易失性内存)，SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存取存储器)等。优选的，温探器41为热敏电阻或热电偶。焊接晶体30时，打开热电电源42对半导体制冷片10供电，半导体制冷片10热面13温度上升后，焊料层12熔化，晶体30焊接层熔化，晶体30与半导体制冷片10实现焊接。随着温度的升高，温探器41获取温度并传输至处理器43，当温度超过预设值后，处理器43控制热电电源42调换。电流方向，从而对调热面13和冷面14，并通过调节电流大小实现对半导体制冷片10的降温。在使用过程中，可通过改变电流方向来实现热面13和冷面14的调换。同时通过对电流大小的控制实现精准控温。激光器工作过程中，随着激光器的使用，半导体制冷片10的温度上升，温探器41探测温度升高超过阈值后，开启热电电源42向半导体制冷片10供电，半导体制冷片10产生的冷量降低激光器壁的温度。参加图2优选的，热面13上设置焊料层12，焊料层12包括依次叠置于热面13上的金属银层和焊膏层。更优选的，焊料层12包括相互间隔设置的多个焊料条。晶体30体积较大，通过设置焊料条，能提高晶体30与半导体制冷板的连接可靠度。同时各焊料条之间彼此间隔，能避免焊料熔化后相互影响。焊膏层可通过丝网印刷设置。优选的，晶体30的底面上设有焊接层。通过在晶体30底面设置焊接层，能提高焊料层12与晶体30的粘结可靠性。优选的，焊接层包括依序叠置的金属铬层和金属银层或依次叠置的金属铬层和金属铝层。焊料可以为低温焊膏。此处的低温焊膏为熔点为138℃的锡膏。优选的，还包括散热金属20，半导体制冷片10还包括冷面14，散热金属20通过导热胶层11与冷面14相连接。半导体制冷片10的冷面14上连接散热金属20。优选散热金属20也可以为激光器金属外壳。从而提高固体激光器的集成度。该激光器充分利用半导体制冷片10的冷面14进行激光器降温。同时控制热面13的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体激光器，其特征在于，包括：晶体、半导体制冷片和热电电源，所述热电电源与所述半导体制冷片供电连接；所述半导体制冷片包括热面，所述晶体与所述热面焊接。

【技术特征摘要】
1.一种固体激光器，其特征在于，包括：晶体、半导体制冷片和热电电源，所述热电电源与所述半导体制冷片供电连接；所述半导体制冷片包括热面，所述晶体与所述热面焊接。2.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括温探器和控温器，所述温探器与所述半导体制冷片探测连接，所述温探器与所述控温器数据连接；所述控温器与所述半导体制冷片控制连接。3.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述控温器包括处理器和热电电源，所述处理器与所述温探器数据连接，所述处理器与所述热电电源控制连接；所述热电电源与所述半导体制冷片供电连接。4.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述温探器为热敏电阻或热电偶。5.根据权利要求1～4中任一项所述的固体激光器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯新凯，缪龙，邹小林，陈怀熹，李广伟，许艺斌，梁万国，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：新型
国别省市：福建,35