一种基于半导体温差发电片的光功率计制造技术

本发明专利技术公开了一种基于半导体温差发电片的光功率计，包括温差发电片、光吸收集热板件、电位器和电压表，温差发电片包括热端板件、热电偶组和冷端板件，热端板件设置在热电偶组的第一侧，冷端板件设置在热电偶组的第二侧；光吸收集热板件设置在热端板件上远离热电偶组的一侧，用于吸收入射光线以产生热量并能够将热量传导给热端板件；电位器具有第一电连接端、第二电连接端和调压端，第一电连接端和第二电连接端分别与热电偶组的正极和负极导线连接，电压表的第一端与热电偶组的正极或负极导线连接，电压表的第二端与电位器的调压端导线连接。该光功率计不需要信号放大电路就能够读出入射光功率，结构简单，成本较低，提高了生产的便利性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于半导体温差发电片的光功率计
本专利技术涉及一种光功率计，尤其涉及一种基于半导体温差发电片的光功率计。
技术介绍
目前，激光器在通信、医疗、工业制造等领域的应用越来越广泛。在激光器的研制、生产及应用过程中，对激光器的功率进行测量和标定是必不可少的步骤。现有技术中，通常采用光功率计测试连续激光的功率或者脉冲激光在某一段时间的平均功率。光功率计一般由探测器、信号放大电路、模拟-数字转换单元、数据处理单元和显示设备组成。按照测量原理不同，激光探测器主要包括两类：光电型激光探测器和热电型激光探测器。现在，具有较好探测功能的热电型激光功率探测器采用热电堆结构，基于塞贝克效应，把热能转化为电能从而实现激光功率的探测。当需探测的激光照射在探测区中心位置时，局部引起高温高热，随后热量向边缘扩散，形成中心向边缘辐射的热量梯度场，距离中心位置较近的热电偶一端为热端，远离的一端为冷端，冷端一侧通常加载风扇等冷却装置，保持为环境温度。热电偶由于冷热端温度差的存在引起接点电势差。热电偶通过串联方式形成热电堆，通过测量各个热电偶叠加后的总温差电动势，并根据温差电动势与激光功率的对应关系，得到待测激光的功率。在上述光功率计中，热电堆的制备工艺复杂，不便于生产和制造，且成本高昂；并且，在使用热电堆的激光探测器中，为了对入射光的功率进行显示，需要经过功率放大电路和校准电路对热电堆的输出电压进行功率放大，结构比较复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于半导体温差发电片的光功率计，简化光功率计的结构，以提高光功率计生产的便利性。为了实现上述技术目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供了一种基于半导体温差发电片的光功率计，包括：温差发电片，所述温差发电片包括热端板件、热电偶组和冷端板件，所述热端板件设置在所述热电偶组的第一侧，所述冷端板件设置在所述热电偶组的第二侧；所述热电偶组的第一端为正极，所述热电偶组的第二端为负极；光吸收集热板件，所述光吸收集热板件设置在所述热端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收入射光线以产生热量并能够将热量传导给所述热端板件；电位器和电压表，所述电位器具有第一电连接端、第二电连接端和调压端，所述第一电连接端和第二电连接端分别与所述热电偶组的正极和负极导线连接，所述电压表的第一端与所述热电偶组的正极或负极导线连接，所述电压表的第二端与所述电位器的调压端导线连接；散热件，所述散热件设置在所述冷端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收从热端板件传导到冷端板件上的热量以使冷端板件快速冷却。其中较优的，所述光吸收集热板件和所述温差发电片的热端板件可以用一体的黑色的、导热率较好、导电性较差的材料替代。其中较优地，所述光吸收集热板件和所述温差发电片的热端板件是由黑色碳化硅、黑色氮化硅、黑色硅片中的任意一种制成的一体板件。其中较优的，所述光吸收集热板件的远离所述热端板件的一侧为深色，所述深色至少包括黑色。其中较优的，所述光吸收集热板件是由石墨片、石墨烯散热片、黑色碳化硅片、黑硅片或表面氧化成黑色的铝合金片制成的板状结构。其中较优的，所述光吸收集热板件粘贴或焊接在所述热端板件上；所述散热件粘贴或焊接在所述冷端板件上。其中较优的，所述散热件的热容量远大于所述光吸收集热板件和所述温差发电片的热容量之和。其中较优的，所述散热件的热容量与所述光吸收集热板件和所述温差发电片的热容量之和的比值，大于系统测量误差绝对值的倒数。其中较优的，所述热电偶组包括多个半导体组和多个铜电极片，所述半导体组包括一个N型半导体和一个P型半导体，所述多个半导体组通过所述多个铜电极片依次串联，且首尾两端的铜电极片形成所述正极和负极；所述N型半导体和所述P型半导体采用碲化铋半导体材料；所述热端板件是由氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、铝基板或铜基板制成的板状结构；所述冷端板件是由氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、铝基板或铜基板制成的板状结构。其中较优的，所述电压表的小数点位置可调，以便于读数调整。本专利技术与现有技术相比，有益效果如下：本专利技术所提供的基于半导体温差发电片的光功率计，其通过光吸收集热板件吸收入射光并转化为热量，然后，将热量传导给温差发电片的热端板件，热能从温差发电片的热端板件流向冷端板件，从而通过塞贝克效应在温差发电片的两端产生感应电压。当达成稳定的热传导之后，其感应电压与入射光功率大致成正比，通过选择合适参数的温差发电片，可以得到较大的输出电压，用电位器分压之后，无需信号放大电路即可通过电压表直接测量以读出电压值，而通过使用电位器，能够对电压表的电压和入射光功率进行逐步校正，同时调整电压表显示的小数点位置，可以让电压表的名义读数和实际入射光功率一一对应，则电压表的读数即为入射光功率。该光功率计基于温差发电片实现入射光功率的测量，不需要信号放大电路就能够读出入射光功率，结构简单，成本较低，并且方便组装，组装时，仅需将光吸收集热板件、散热件与温差发电片焊接或贴装，然后将温差发电片的输出端与电位器和电压表导线连接即可，从而提高了生产的便利性。附图说明图1是本专利技术所提供的一种光功率计的结构示意图；图2是图1中温差发电片的结构示意图。在附图中，各附图标记表示：1、温差发电片；11、热端板件；12、热电偶组；13、冷端板件；121、半导体组；122、铜电极片；1211、N型半导体；1212、P型半导体；2、光吸收集热板件；3、电位器；4、电压表；5、散热件。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术的技术方案进行进一步地详细描述。参照图1所示，本专利技术实施例所提供的基于半导体温差发电片的光功率计，包括：温差发电片1、光吸收集热板件2、电位器3、电压表4和散热件5。其中，温差发电片1(又称半导体制冷片)包括热端板件11、热电偶组12和冷端板件13，热端板件11设置在热电偶组12的第一侧，冷端板件13设置在热电偶组12的第二侧；热电偶组12的第一端为正极，热电偶组12的第二端为负极。光吸收集热板件2设置在热端板件11上远离热电偶组12的一侧，用于吸收入射光线以产生热量并能够将热量传导给热端板件11。散热件5设置在冷端板件13上远离热电偶组12的一侧，用于吸收从热端板件11传导到冷端板件13上的热量以使冷端板件13快速冷却。电位器3具有第一电连接端、第二电连接端和调压端，第一电连接端和第二电连接端分别与热电偶组12的正极和负极导线连接。电压表4的第一端与热电偶组12的负极(或正极)导线连接，电压表4的第二端与电位器3的调压端导线连接。较优地，电压表4的小数点位置可调，以便于读数调整。该光功率计基于温差发电片1实现入射光功率的测量，不需要信号放大电路就能够读出入射光功率，结构简单，成本较低。具体来说，参照图1和图2所示，温差发电片1(又称半导体制冷片)包括热端板件11、热电偶组12和冷端板件13，热端板件11设置在热电偶组12的第一侧，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半导体温差发电片的光功率计，其特征在于包括：/n温差发电片，所述温差发电片包括热端板件、热电偶组和冷端板件，所述热端板件设置在所述热电偶组的第一侧，所述冷端板件设置在所述热电偶组的第二侧；所述热电偶组的第一端为正极，所述热电偶组的第二端为负极；/n光吸收集热板件，所述光吸收集热板件设置在所述热端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收入射光线以产生热量并能够将热量传导给所述热端板件；/n电位器和电压表，所述电位器具有第一电连接端、第二电连接端和调压端，所述第一电连接端和第二电连接端分别与所述热电偶组的正极和负极导线连接，所述电压表的第一端与所述热电偶组的正极或负极导线连接，所述电压表的第二端与所述电位器的调压端导线连接；/n散热件，所述散热件设置在所述冷端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收从热端板件传导到冷端板件上的热量以使冷端板件快速冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体温差发电片的光功率计，其特征在于包括：
温差发电片，所述温差发电片包括热端板件、热电偶组和冷端板件，所述热端板件设置在所述热电偶组的第一侧，所述冷端板件设置在所述热电偶组的第二侧；所述热电偶组的第一端为正极，所述热电偶组的第二端为负极；
光吸收集热板件，所述光吸收集热板件设置在所述热端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收入射光线以产生热量并能够将热量传导给所述热端板件；
电位器和电压表，所述电位器具有第一电连接端、第二电连接端和调压端，所述第一电连接端和第二电连接端分别与所述热电偶组的正极和负极导线连接，所述电压表的第一端与所述热电偶组的正极或负极导线连接，所述电压表的第二端与所述电位器的调压端导线连接；
散热件，所述散热件设置在所述冷端板件上远离所述热电偶组的一侧，用于吸收从热端板件传导到冷端板件上的热量以使冷端板件快速冷却。


2.如权利要求1所述的光功率计，其特征在于：
所述光吸收集热板件和所述温差发电片的热端板件可以用一体的黑色的、导热率较好、导电性较差的材料替代。


3.如权利要求2所述的光功率计，其特征在于：
所述光吸收集热板件和所述热端板件是由黑色碳化硅、黑色氮化硅、黑色硅片中的任意一种制成的一体板件。


4.如权利要求1所述的光功率计，其特征在于：
所述光吸收集热板件的远离所述热端板件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德龙，
申请(专利权)人：山东芯源光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37