激光器的控温系统技术方案

本发明专利技术提供了激光器的控温系统，包括，第一腔体，形成第一内腔，第一级控温单元设置于第一内腔中；第二腔体，设置于第一内腔中，形成第二内腔，第二级控温单元设置于第二内腔中；第三腔体，设置于第二内腔中，形成第三内腔，第三级控温单元设置于第三内腔中，所述激光器设置于所述第三内腔中，光电探测器探测所述激光器发出的激光，并将光信号转换为电信号输出给数采卡，所述数采卡将所述电信号传输给计算机，所述计算机计算出所述激光器需要的目标温度，所述第三级控温单元控制所述第三内腔中的温度达到所述目标温度。本发明专利技术提供的控温系统综合多种环境温度因素，并调整内部激光器的温度达到目标值。度达到目标值。度达到目标值。

Temperature control system of laser

【技术实现步骤摘要】
激光器的控温系统


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体涉及激光器的控温系统。

技术介绍

[0002]量子级联激光器(Quantum cascade Laser，QCL)是基于半导体耦合量子阱子带(一般为导带)间的电子跃迁所产生的一种单极性光源。量子(quantum)指的是通过调整有源区量子阱的厚度可以改变子带的能级间距，实现对波长的“裁剪”，另外也指器件的尺寸较小。级联(cascade)的意思是有源区中上一组成部分的输出是下一部分的输入，一级接一级串联在一起。激光器(Laser)是指产生特定波长的光源。量子级联激光器的波长可以覆盖在军事、通信、气体检测等领域极具应用价值的中远红外波段。为了保证激光输出功率以及中心波长的稳定，需要保证量子级联激光器的温度稳定。

技术实现思路

[0003]为了使量子级联激光器辐射波长和发光强度的稳定性不受环境温度的影响，设计了一种激光器控温系统。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的激光器的控温系统采用如下方案：
[0005]激光器的控温系统，包括，
[0006]第一腔体，形成第一内腔，第一级控温单元设置于第一内腔中；
[0007]第二腔体，设置于第一内腔中，形成第二内腔，第二级控温单元设置于第二内腔中；
[0008]第三腔体，设置于第二内腔中，形成第三内腔，第三级控温单元设置于第三内腔中，所述激光器设置于所述第三内腔中，光电探测器探测所述激光器发出的激光，并将光信号转换为电信号输出给数采卡，所述数采卡将所述电信号传输给计算机，所述计算机计算出所述激光器需要的目标温度，所述第三级控温单元控制所述第三内腔中的温度达到所述目标温度。
[0009]上述第一级控温单元包括第一发热体、第一风扇、第一热敏电阻和第一控制单元，第一热敏电阻检测所述第一内腔中的第一温度，所述第一控制单元根据设定值和第一温度控制第一发热体和第一风扇工作，所述第一温度高于所述设定值时，所述第一控制单元增大所述第一风扇的转速，并将热量散发到第一内腔外，同时减小所述第一发热体的发热量，所述第一温度小于所述设定值时，所述第一控制单元增大所述第一发热体的发热量，并减小所述第一风扇的转速。
[0010]上述第二级控温单元包括第二热敏电阻和第二恒流源，所述第二恒流源的电流输出至所述第二热敏电阻，微处理器采集所述第二热敏电阻的电压，并计算出加热时间，根据所述加热时间输出第一驱动信号。
[0011]上述第二级控温单元包括第二发热体和第二驱动电路，所述第二驱动电路用于驱动第二发热体发热，所述第二驱动电路包括第三比较器、第四开关和第五开关，所述第三比
较器的输出端与所述第五开关的控制端连接，所述第五开关的一端连接所述第四开关的控制端，另一端连接地端，所述第四开关的一端连接供电电源，另一端连接第二发热体，所述第三比较器比较一端连接所述第一驱动信号，另一端连接所述第四开关的源极，所述第五开关导通，所述第四开关关断，所述第二加热体停止发热，所述第五开关关断，所述第四开关导通，所述第二加热体发热。
[0012]上述第三级控温单元包括第三热敏电阻和第三恒流源，所述第三恒流源的电流输出至所述第三热敏电阻。
[0013]上述第三级控温单元包括比较器，所述比较器比较所述第三热敏电阻的电压和所述计算机输出的所述目标温度，并输出第二驱动信号。
[0014]上述第三级控温单元包括半导体制冷片和第三驱动电路，所述第三驱动电路根据所述第二驱动信号驱动所述半导体制冷片，所述第三热敏电阻的电压大于所述目标温度时，所述第三驱动电路驱动所述半导体制冷片工作，所述第三热敏电阻的电压小于所述目标温度时，所述第三驱动电路驱动所述半导体制冷片停止工作。
[0015]上述第三驱动电路包括第六比较器、第六开关和第七开关，所述第六比较器的输出端与所述第七开关的控制端连接，所述第七开关的一端连接所述第六开关的控制端，另一端连接地端，所述第六开关的一端连接供电电源，另一端连接半导体制冷片。
[0016]本专利技术提供的激光器的控温系统使用三级联合控制的方式，最外层散热和加热，中间层加热，内层散热，三级联合协调达到最优的温度控制效果，并且融合手动和自动调控。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的激光器的控温系统结构示意图。
[0018]图2为本专利技术提供的第一级控制单元结构示意图。
[0019]图3为本专利技术提供的第二级控制单元结构示意图。
[0020]图4为本专利技术提供的第三级控制单元结构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术中所述的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
[0023]如图1所示，激光器的控温系统包括，第一腔体11，形成第一内腔101，第一级控温单元(图中未示出)设置于第一内腔101中；第二腔体12，设置于第一内腔101中，形成第二内腔102，第二级控温单元(图中未示出)设置于第二内腔102中；第三腔体13，设置于第二内腔
102中，形成第三内腔103，第三级控温单元(图中未示出)设置于第三内腔103中，激光器以及第三级控温单元(图中未示出)设置于所述第三内腔103中。本专利技术设置三级控温单元，每级控温单元都可以削弱外界温度变化对核心器件温度的影响，第三内腔103中温度波动满足激光器的精度要求。所述第一级控温单元控制温度在0.2度以内波动，所述第二级控温单元在所述第一级控温单元的基础上控制温度在0.04度内波动，第三级控温单元在所述第一级控温单元的基础上控制温度在0.01度内波动。所述第一腔体11设置有与外界连接的气流孔，所述第二腔体12密闭，所述第三腔体13密闭，所述第一腔体11、第二腔体12和第三腔体13并使用保温材料制成。
[0024]如图2所示，本专利技术第一级控温单元W1的具体实施例，所述第一级控温单元W1包括控制单元U1，控制单元U1例如为可视温控器，操作人员在该可视温控器上设置环境温度等，控制单元U1经热敏电阻R1检测第一内腔101中的温度，并与设定值比较，大于设定值则增大风扇F1的转速，并减小发热体PTC1的发热量；小于设定值则增加发热体PTC1的发热量，并减小风扇F1的转速。所述风扇F1用于加快第一内腔101中的气流流动，并将热量散发到第一内腔101外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光器的控温系统，其特征在于，包括，第一腔体，形成第一内腔，第一级控温单元设置于第一内腔中；第二腔体，设置于第一内腔中，形成第二内腔，第二级控温单元设置于第二内腔中；第三腔体，设置于第二内腔中，形成第三内腔，第三级控温单元设置于第三内腔中，所述激光器设置于所述第三内腔中，光电探测器探测所述激光器发出的激光，并将光信号转换为电信号输出给数采卡，所述数采卡将所述电信号传输给计算机，所述计算机计算出所述激光器需要的目标温度，所述第三级控温单元控制所述第三内腔中的温度达到所述目标温度。2.根据权利要求1所述的激光器的控温系统，其特征在于，所述第一级控温单元包括第一发热体、第一风扇、第一热敏电阻和第一控制单元，第一热敏电阻检测所述第一内腔中的第一温度，所述第一控制单元根据设定值和第一温度控制第一发热体和第一风扇同时工作，所述第一温度高于所述设定值时，所述第一控制单元增大所述第一风扇的转速，并将热量散发到第一内腔外，同时减小所述第一发热体的发热量，所述第一温度低于所述设定值时，所述第一控制单元增大所述第一发热体的发热量，同时减小所述第一风扇转速。3.根据权利要求1所述的激光器的控温系统，其特征在于，所述第二级控温单元包括第二热敏电阻和第二恒流源，所述第二恒流源的电流输出至所述第二热敏电阻，微处理器采集所述第二热敏电阻的电压，并计算出加热时间，根据所述加热时间输出第一驱动信号。4.根据权利要求3所述的激光器的控温系统，其特征在于，所述第二级控温单元包括第二发热体和第二驱动电路，所述第二驱动电路用于驱动第二发热体发热，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：于广友，史哲，朱地，
申请(专利权)人：苏州冠德能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：