一种激光器的温控系统及设计方法技术方案

本发明专利技术实施例中提供的激光器的温控系统及其设计方法，根据激光器、TEC、散热结构三者间热量的传递关系，结合TEC作为中间环节的工作性能，通过散热结构优化，使激光器温度分布满足使用要求，通过闭环设计保证激光器温控系统的有效性，可以应用于机载等对体积重量和散热有严苛要求的条件，既保证了激光器正常散热，又避免由于冗余设计带来的体积重量增加。又避免由于冗余设计带来的体积重量增加。又避免由于冗余设计带来的体积重量增加。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器的温控系统及设计方法


[0001]本专利技术涉及激光领域，特别涉及一种激光器的温控系统及设计方法。

技术介绍

[0002]温度是影响激光器工作性能的重要指标。随着激光器技术迅速发展，激光器已经从实验室走向工业、国防等领域。在复杂的条件下，如何设计激光器的温控方法，提高激光器的工作稳定性，是激光器设计过程中必须要考虑的问题。特别是近些年，激光器在大气监测等领域的作用越专利技术显，为了获得更远距离的监测数据，机载激光大气监测的需求日益增加。机载环境是激光器面临的严苛挑战，其环境温度范围宽，对激光器的体积和重量有严苛要求，这使得传统散热效果良好的水冷散热结构在机载条件下下应用受限。这使得半导体制冷(TEC)、热管制冷等散热技术在激光器散热设计中越来越广泛。半导体制冷需要通过冷端将激光器工作过程中的产生的热量散除，通过持续对TEC供电使其冷端、热端存在一定的温度差。热端连接风冷散热结构，热量持续由TEC传递至散热结构中的散热翅片，通过风扇形成的强制对流冷却将散热翅片温度降低，形成热量由激光器传递至TEC，由TEC传递至空气的过程。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器的温控系统设计方法，其特征在于，包括：获取目标激光器的工作环境温度以及许可工作温度；基于所述工作环境温度和所述许可工作温度通过仿真分析所述目标激光器工作过程中的温度场分布；根据热电制冷器TEC的结构与性能参数，优化所述TEC在目标激光器表面的排布、确定所述TEC的工作电流及温控量，通过有限元分析获得布设所述TEC后的目标激光器温度，以使得布设所述TEC后的目标激光器温度分布满足工作要求；根据所述TEC的工作参数确定所述TEC的电功率和温控量，基于所述电功率和所述温控量确定所述TEC在热端需要调节的热量，以所述热量进行所述热端与散热翅片的传热过程仿真以获得所述热端的温度，其中所述散热翅片设置在所述TEC上；基于所述热端和所述TEC的冷端形成的温度差确定所述TEC的工作性能，当确定所述TEC不能正常工作时继续优化所述散热翅片的结构参数和风扇参数以使得所述TEC工作性能达到正常工作条件。2.根据权利要求1所述的激光器的温控系统设计方法，其特征在于，所述获取目标激光器的工作环境温度以及许可工作温度，包括：获取所述目标激光器的工作环境温度和许可工作上限温度，结合所述目标激光器工作过程中产生的热量，初步选定TEC。3.根据权利要求2所述的激光器的温控系统设计方法，其特征在于，所述基于所述工作环境温度和所述许可工作温度通过仿真分析所述目标激光器工作过程中的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阔，陈飞，赵紫云，何洋，潘其坤，于德洋，孙俊杰，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
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