本发明专利技术公开了一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置，包括温控仪，温控仪通过制冷控制信号和制热控制信号与功率驱动电路的输入端连接，功率驱动电路的输出端通过驱动电流线和夹具装置中的半导体制冷片连接。通光窗口用于放置倍频晶体，在夹具装置中设置有冷却水道。本发明专利技术能在１５～１００℃内实现±０．１℃的精确稳定控温，且具有易实现、易操作的特点。在高精度高稳定控温下，倍频晶体通过温度与相位的匹配，达到最佳倍频转换效率。温控仪还可以通过ＲＳ４８５接口与计算机互连，实现固体激光器倍频晶体温度的计算机远程控制与参数管理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种恒温控制装置，具体涉及一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置。
技术介绍
在激光技术应用领域，固体激光器被广泛应用在科研、生产、医疗等方面，因此固 体激光器激光输出的可靠性、稳定性也就显得格外重要。倍频晶体是固体激光器中的重要 组成部分，它的主要功能是采用腔内倍频方式提高激光器基频光功率密度，从而提高激光 的转换效率。由于固体激光器的基频光谱线与倍频晶体的相位匹配对温度十分敏感，其温 度变化将严重影响着整个固体激光器的性能。因此，精确稳定的倍频晶体温度控制装置对 整个激光器的品质是非常关键的。目前使用的固体激光器，其中的倍频晶体温度控制采用水冷方式进行冷却。由于 水冷通道受环境温度和光功率变化影响，又由于水的热容性较大，因此很难做到倍频晶体 精确的温度控制。这种采用水冷进行冷却倍频晶体的方式，常常使倍频晶体的温度波动在 士 1°C内。倍频晶体的温度波动将导致晶体内晶体的折射率频繁发生变化，直接影响固体激 光器的基频光谱线与倍频晶体的相位匹配，从而不仅降低了激光器的输出光束质量，还影 响倍频晶体的倍频效率，最终导致固体激光器激光功率上不了水平、光品质达不到试验系 统的要求，严重影响实验工作。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术存在的缺点而提出的，其目的是提供一种为了提高固 体激光器倍频晶体与基频光的相位匹配，从而提高晶体的倍频效率的固体激光器倍频晶体 的恒温控制装置。本专利技术的技术方案是一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置，包括计算机、计 算机通过RS485电信号和温控仪连接，温控仪通过制冷控制信号和制热控制信号和功率驱 动电路的输入端连接，功率驱动电路的输出端通过驱动电流线和夹具装置中的半导体制冷 片连接。所述的功率驱动电路采用四支N沟道功率驱动快速开关管组成二个桥臂，所述的 夹具装置的上下两侧由热交换夹紧板组成，其左右两侧由树脂夹板组成，在中部空间设置 有导热紫铜夹具，在导热紫铜夹具的上下两端各形成一个凹陷槽，在凹陷槽内设置有半导 体制冷片，在导热紫铜夹的中间设置有通光窗口，在通光窗口内设置有固体激光器的倍频 晶体，在夹具装置中还设置有热电偶，在热交换夹紧板的一端设置有冷却水入口和冷却水 出口。温控仪采用富士温度控制仪表。功率驱动电路采用的功率驱动快速开关型MOSFET 管的型号为IRF540NPBF。半导体制冷片的型号为TEC1-12715-HTS。本专利技术能在15 100°C内实现士0. 1°C的精确稳定控温，且具有易实现、易操作的特点。在高精度高稳定性控温下，固体激光器倍频晶体通过温度与相位的匹配，能达到固体 激光最佳倍频转换效率。由于温控仪具有RS485通讯接口，可与远程计算机互连，实现固体 激光器倍频晶体温度的计算机远程检测与控制。附图说明图1是本专利技术的固体激光器倍频晶体的恒温控制装置的工作原理图；图2是本专利技术的夹具装置的主视图；图3是本专利技术的夹具装置的右视图；图4是本专利技术的夹具装置的俯视图。其中1计算机3功率驱动电路5RS485 电信号7制热控制信号9驱动电流线11冷却水出口接管13通光窗口15热电偶20热交换夹紧板22树脂夹板24冷却水入口26 螺钉具体实施例方式下面参照附图和实施例对本专利技术的固体激光器倍频晶体的恒温控制装置进行详 细说明如图1所示，一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置，包括计算机1、计算机1通 过RS485电信号5和温控仪2连接，温控仪2通过制冷控制信号6和制热控制信号7与功 率驱动电路3的输入端连接，功率驱动电路3的输出端通过驱动电流线9和夹具装置4中 的半导体制冷片12连接。其中，温控仪2采用富士温度控制仪表，通过温度PID控制后，输出基于时间间隔 的电压脉冲信号，该信号分加热和制冷两路输出，并实现自动换向，用于驱动功率驱动电路 3。其中，功率驱动电路3的电路连接如下功率驱动电路3采用四支N沟道功率驱动快速开关型MOSFET管组成二个桥臂。制 冷控制信号6的一路从电阻Rl输入，从Rl的另一端输出，连接到MOSFET管Tl的栅极 ’另 一路进入到电阻R2、R3的公共端，并从电阻R2的另一端流出，连接到MOSFET管T4的栅极， 电阻R3的另一端接电源地。制热控制信号7的一路从电阻R4输入，从R4的另一端输出，连接到MOSFET管T22温控仪 4夹具装置 6制冷控制信号 8热电偶电信号 10冷却水入口接管 12半导体制冷片 14倍频晶体 16冷却水管 21薄铜片 23导热紫铜夹具 25冷却水出口的栅极；另一路进入到电阻R5、R6的公共端，并从电阻R5的另一端流出，连接到MOSFET管 T3的栅极，电阻R6的另一端接地。MOSFET管Tl、T2的漏极连接电源正极，Tl的源极与MOSFET管T3的漏极相连，T2 的源极与MOSFET管T4的漏极相连。此外，MOSFET管T3、T4的源极连接电源地。功率驱动 输出信号的两极分别从MOSFET管Tl、Τ2的源极引出，驱动半导体制冷片12。如图2 4所示，夹具装置4的外形近似一个正方体，其上下两侧由热交换夹紧板 20组成，其左右两侧由树脂夹板22组成，在中部空间设置有导热紫铜夹具23。在导热紫铜 夹具23的上下两端各形成一个凹陷槽，在凹陷槽内设置有半导体制冷片12，凹陷槽与半导 体制冷片12的体积相同，能够互相配合。半导体制冷片12为耐高温(耐温225°C )模组、 硅封口的制冷片TEC1-12715-HTS。半导体制冷片12和热交换夹紧板20之间的空隙控制在0. Olmm左右，在空隙中设 置有薄铜片21或填充导热硅脂，使接合面紧密结合，不存在任何空隙。另外，在导热紫铜夹 具23的前、后、左、右四侧面，采用树脂夹板22进行包覆和保温，将外界湿气以及温度与半 导体制冷片12以及传热体有效隔离，进而提高半导体制冷片12制冷制热的可靠性。热交 换加紧板20的热量通过板内水道中的循环水带走。整个夹具采用紧固螺钉26实现加固。 在导热紫铜夹具23的中间设置有通光窗口 13，在通光窗口 13放置有固体激光器的倍频晶 体。在夹具装置4中还设置有热电偶15。在热交换夹紧板20的一端设置有冷却水入 口 24和冷却水出口 25，冷却水入口 24和冷却水入口接管10连通，冷却水出口 25和冷却水 出口接管11连通，在热交换夹紧板20的另一端设置有冷却水管16，将热交换夹紧板20中 的水路连通。热交换夹紧板20和导热紫铜夹具23通过螺钉26与树脂夹板22固定。本专利技术的工作过程如下在夹具装置4中有外循环水流通的前提下，接通温控仪2电源，并同时提供给功率 驱动电路3直流电压24V。此时，温控仪2和功率驱动电路3开始工作。温控仪2在接收来 自热电偶15感测固体激光器倍频晶体14温度电信号8后，与设定的固体激光器倍频晶体 14温度比较，通过温控仪2的内部PID计算后，输出制冷控制信号6或制热控制信号7。如果热电偶15测量固体激光器倍频晶体14的温度高于设定温度值，温控仪2则 输出制冷控制信号6控制功率驱动电路3，使功率驱动电路3中Tl和T3对管导通，输出的 正向电流并流经半导体制冷片12。半导体制冷片12在正向电流驱动下开始对通光窗口 13 内夹持的固体激光器倍频晶体14制冷。如果热电偶15测量固体激光器倍频晶体14的温度低于设定温度值本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置，其特征在于：包括计算机（１）、计算机（１）通过ＲＳ４８５电信号（５）和温控仪（２）连接，温控仪（２）通过制冷控制信号（６）和制热控制信号（７）与功率驱动电路（３）的输入端连接，功率驱动电路（３）的输出端通过驱动电流线（９）和夹具装置（４）中的半导体制冷片（１２）连接，其特征在于：所述的功率驱动电路（３）采用四支Ｎ沟道功率驱动快速开关管组成二个桥臂，所述的夹具装置（４）的上下两侧由热交换夹紧板（２０）组成，其左右两侧由树脂夹板（２２）组成，在中部空间设置有导热紫铜夹具（２３），在导热紫铜夹具（２３）的上下两端各形成一个凹陷槽，在凹陷槽内设置有半导体制冷片（１２），在导热紫铜夹具（２３）的中间设置有通光窗口（１３），在通光窗口（１３）内放置固体激光器的倍频晶体（１４），在夹具装置（４）中还设置有热电偶（１５），在热交换夹紧板（２０）的一端设置有冷却水入口（２４）和冷却水出口（２５）。
【技术特征摘要】
一种固体激光器倍频晶体的恒温控制装置，其特征在于包括计算机(1)、计算机(1)通过RS485电信号(5)和温控仪(2)连接，温控仪(2)通过制冷控制信号(6)和制热控制信号(7)与功率驱动电路(3)的输入端连接，功率驱动电路(3)的输出端通过驱动电流线(9)和夹具装置(4)中的半导体制冷片(12)连接，其特征在于所述的功率驱动电路(3)采用四支N沟道功率驱动快速开关管组成二个桥臂，所述的夹具装置(4)的上下两侧由热交换夹紧板(20)组成，其左右两侧由树脂夹板(22)组成，在中部空间设置有导热紫铜夹具(23)，在导热紫铜夹具(23)的上下两端各形成一个凹陷槽，在凹陷槽内设置有半导体制冷片(12)，在导热紫...
【专利技术属性】
技术研发人员：但勇军，安振杰，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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