一种风流双致恒温激光器及其恒温方法技术

本发明专利技术公开一种风流双致恒温激光器，该激光器包括有一激光头及一激光泵浦装置，激光泵浦装置发出的激光传输至激光头，该激光器还包括有至少一个第一热电制冷器、至少一个第二热电制冷器、一风源装置、一风流热沉组件及一数据处理单元。其中，通过风源装置和风源热沉的共同作用，实现了对激光头和激光泵浦装置的快速调谐，令其具有较大的温度控制能力，再结合热电制冷器进一步对激光头和激光泵浦装置的温度进行高精度调谐，从而实现了对激光器的温度锁定，不仅提高了激光器的温控能力和温控精度，还降低了产品成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光器恒温装置及恒温方法，尤其涉及一种风流双致恒温激光器及用于该激光器的风流双致恒温方法。
技术介绍
半导体激光器在工作过程中所产生的热能将造成激光器的能效下降，从而带来效率降低、寿命降低等很多问题，其中，激光器件所发出激光的中心波长为808nm，为了避免激光的中心波长随着激光器件温度的变化而漂移，所以通常利用帕尔帖效应对激光器件进行半导体制冷。在帕尔贴效应中，电荷载体在导体中运动而形成电流，由于电荷载体在不同材料中处于不同的能级，所以当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的热量，反之，就需要从外界吸收热量，即表现为制冷，现有的导电材料中，半导体材料具有极高的热电势，所以常用来制成热电制冷器，并利用该热电制冷器来调整激光器件的温度，但是，受热电制冷器的制冷、制热能力的影响，难以实现对大功率半导体激光器进行温度调谐。为了使大功率半导体激光器具有较强的温控能力，现有技术中，大多采用高精度水箱对激光器进行温度调谐与锁定，高精度水箱在长期使用过程中，水箱内壁或者管路容易形成水垢，这些水垢严重影响水箱内外的热量传导以及水的流量，导致高精度水箱的温控能力下降，且难以实现对激光器温度的高精度调谐与锁定。同时，由于高精度水箱价格高昂，所以该激光器还具有较高的产品成本。此外，这种高精度水箱需经常换水，因此还对激光器的使用过程造成不便。结合以上几点可以看出，现有的大功率半导体激光器，其存在长期使用时温控能力下降、温度调谐精度降低、成本较高以及不便于使用的缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供，该激光器无需高精度水箱即能实现温度调谐与锁定，避免了因水垢而影响热量的传导，从而提高了激光器的双致温控能力和温控精度，同时还降低了产品成本，此外，该激光器还避免了因高精度水箱换水而对使用过程所造成的不便。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种风流双致恒温激光器，该激光器包括有一激光头及一激光泵浦装置，所述激光泵浦装置发出的激光传输至激光头，所述激光器还包括有至少一个第一热电制冷器、至少一个第二热电制冷器、一风源装置、一风流热沉组件及一数据处理单元，所述第一热电制冷器设于激光头和风流热沉组件之间，所述第二热电制冷器设于激光泵浦装置和风流热沉组件之间，所述风流热沉组件内设有腔体，该腔体设有一入口及一出口，所述风源装置用于输出冷风或者热风，且其出风口与风流热沉组件的 入口相连，其中:所述数据处理单元用于对其输入的电信号进行处理，并根据处理结果发出控制指令；所述激光头上设有至少一个第一温度传感器，所述激光泵浦装置上设有至少一个第二温度传感器，所述风流热沉组件上设有至少一个第三温度传感器，所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别用于将其所采集的温度数据转换为电信号并传输至数据处理单元；所述数据处理单元和第一热电制冷器之间连接有一第一制冷器驱动模块，所述第一制冷器驱动模块用于执行数据处理单元的控制指令而调节流过第一热电制冷器的电流大小和电流方向；所述数据处理单元和第二热电制冷器之间连接有一第二制冷器驱动模块，所述第二制冷器驱动模块用于执行数据处理单元的控制指令而调节流过第二热电制冷器的电流大小和电流方向；所述数据处理单元和风源装置之间连接有一风源驱动模块，所述风源驱动模块用于执行数据处理单元的控制指令而驱动风源装置输出冷风或者热风。优选地，所述风源装置为热泵型空调，其包括有一第一热交换器、一第二热交换器、一电磁四通换向阀、一压缩机及一毛细管，所述毛细管连接于第一热交换器的液体接口和第二热交换器的液体接口之间，第一热交换器的气体接口与电磁四通换向阀的室内接口相连，第二热交换器的气体接口与电磁四通换向阀的室外接口相连，压缩机连接于电磁四通换向阀的高压接口和低压接口之间，所述第一热交换器所产生的冷风或者热风通过出风口输出。优选地，所述电磁四通换向阀和压缩机分别连接于风源驱动模块，所述风源驱动模块执行数据处理单元的控制指令而驱动压缩机运转，以及发送换向指令至电磁四通换向阀。优选地，所述风源装置包括有一湿帘冷风机、一风扇及一电加热器，所述风扇与电加热器所产生的热风通过出风口输出，或者所述湿帘冷风机所产生的冷风通过出风口输出。优选地，所述湿帘冷风机、风扇及电加热器分别连接于风源驱动模块，所述风源驱动模块执行数据处理单元的控制指令而驱动风扇和电加热器产生热风，或者驱动湿帘冷风机产生冷风。优选地 ，所述第一热电制冷器与风流热沉组件之间设有一第一过渡热沉，所述第一热电制冷器通过导热膜或者导热硅胶与第一过渡热沉贴合，所述第一过渡热沉通过导热膜或者导热硅胶与风流热沉组件贴合；所述第二热电制冷器与风流热沉组件之间设有一第二过渡热沉，所述第二热电制冷器通过导热膜或者导热硅胶与第二过渡热沉贴合，所述第二过渡热沉通过导热膜或者导热硅胶与风流热沉组件贴合；所述激光泵浦装置上设有一第三过渡热沉，所述第二温度传感器固定于第三过渡热沉上，所述第三过渡热沉与第二热电制冷器之间通过导热膜或者导热硅胶贴合。优选地，所述风流热沉组件由一个风流热沉构成，该风流热沉设有腔体，该腔体设有一入口和一出口，所述激光头和激光泵浦装置均位于该风流热沉之上。优选地，所述风流热沉组件包括有至少两个风流热沉，每个风流热沉上均设有至少一个第三温度传感器，每个风流热沉均设有腔体，每个腔体均设有入口和出口，所述激光头和激光泵浦装置分别位于不同风流热沉之上，所述风流热沉之间为并联或者串联，或者并联与串联混合的联接方式。优选地，所述风流热沉组件的腔体内设有多个散热片。一种用于激光器的风流双致恒温方法，该方法包括如下步骤:步骤S100，整机上电，第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器开始采集温度数据；步骤S101，数据处理单元分别对第一温度传感器和第二温度传感器所采集的温度数据进行处理，得到激光头和激光泵浦装置所反映的温度，并判断，若二者的温度过低，则执行步骤S102，若二者的温度过高，则执行步骤S103 ;步骤S102，风源装置输出热风，同时第一制冷器驱动模块和第二制冷器驱动模块分别调节流过第一热电制冷器和第二热电制冷器的电流大小和电流方向，以令高温热能传递至激光头和激光泵浦装置，低温热能传递至风流热沉组件，直至激光头和激光泵浦装置的温度达到开机温度，之后执行步骤S104 ;步骤S103，风源装置输出冷风，同时第一制冷器驱动模块和第二制冷器驱动模块分别调节流过第一热电制冷器和第二热电制冷器的电流大小和电流方向，以令低温热能传递至激光头和激光泵浦装置，高温热能传递至风流热沉组件，直至激光头和激光泵浦装置的温度达到开机温度，之后执行步骤S104 ;步骤S104，所述数据处理单元通过第一温度传感器而实时监控激光头上所反映的温度，并通过调节流过第一热电制冷器的电流大小和电流方向而对激光头的温度进行微调，且将激光头的温度锁定在预设温度值，同时，所述数据处理单元通过第二温度传感器而实时监控激光泵浦装置上所反映的温度，并通过调节流过第二热电制冷器的电流大小和电流方向而对激光泵浦装置的温度进行微调，且将激光泵浦装置的温度锁定在预设温度值。本专利技术公开的风流双致恒温激光器及其恒温方法，其有益效果在于，通过风源装置和风流热沉组件的共同作用，实现了对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风流双致恒温激光器，该激光器包括有一激光头（1）及一激光泵浦装置（2），所述激光泵浦装置（2）发出的激光传输至激光头（1），其特征在于，所述激光器还包括有至少一个第一热电制冷器（3）、至少一个第二热电制冷器（4）、一风源装置（5）、一风流热沉组件（6）及一数据处理单元（9），所述第一热电制冷器（3）设于激光头（1）和风流热沉组件（6）之间，所述第二热电制冷器（4）设于激光泵浦装置（2）和风流热沉组件（6）之间，所述风流热沉组件（6）内设有腔体，该腔体设有一入口（61）及一出口（62），所述风源装置（5）用于输出冷风或者热风，且其出风口（51）与风流热沉组件（6）的入口（61）相连，其中：所述数据处理单元（9）用于对其输入的电信号进行处理，并根据处理结果发出控制指令；所述激光头（1）上设有至少一个第一温度传感器（10），所述激光泵浦装置（2）上设有至少一个第二温度传感器（20），所述风流热沉组件（6）上设有至少一个第三温度传感器（60），所述第一温度传感器（10）、第二温度传感器（20）和第三温度传感器（60）分别用于将其所采集的温度数据转换为电信号并传输至数据处理单元（9）；所述数据处理单元（9）和第一热电制冷器（3）之间连接有一第一制冷器驱动模块（30），所述第一制冷器驱动模块（30）用于执行数据处理单元（9）的控制指令而调节流过第一热电制冷器（3）的电流大小和电流方向；所述数据处理单元（9）和第二热电制冷器（4）之间连接有一第二制冷器驱动模块（40），所述第二制冷器驱动模块（40）用于执行数据处理单元（9）的控制指令而调节流过第二热电制冷器（4）的电流大小和电流方向；所述数据处理单元（9）和风源装置（5）之间连接有一风源驱动模块（50）， 所述风源驱动模块（50）用于执行数据处理单元（9）的控制指令而驱动风源装置（5）输出冷风或者热风。...

【技术特征摘要】
1.一种风流双致恒温激光器，该激光器包括有一激光头(I)及一激光泵浦装置(2)，所述激光泵浦装置(2)发出的激光传输至激光头(I)，其特征在于，所述激光器还包括有至少一个第一热电制冷器(3)、至少一个第二热电制冷器(4)、一风源装置(5)、一风流热沉组件(6)及一数据处理单元(9)，所述第一热电制冷器(3)设于激光头(I)和风流热沉组件(6)之间，所述第二热电制冷器(4)设于激光泵浦装置(2)和风流热沉组件(6)之间，所述风流热沉组件(6 )内设有腔体，该腔体设有一入口( 61)及一出口( 62 )，所述风源装置(5 )用于输出冷风或者热风，且其出风口(51)与风流热沉组件(6)的入口(61)相连，其中: 所述数据处理单元(9)用于对其输入的电信号进行处理，并根据处理结果发出控制指令; 所述激光头(I)上设有至少一个第一温度传感器(10 )，所述激光泵浦装置(2 )上设有至少一个第二温度传感器(20)，所述风流热沉组件(6)上设有至少一个第三温度传感器(60),所述第一温度传感器(10)、第二温度传感器(20)和第三温度传感器(60)分别用于将其所采集的温度数据转换为电信号并传输至数据处理单元(9); 所述数据处理单元(9)和第一热电制冷器(3)之间连接有一第一制冷器驱动模块 (30)，所述第一制冷器驱动模块(30)用于执行数据处理单元(9)的控制指令而调节流过第一热电制冷器(3)的电流大小和电流方向； 所述数据处理单元(9)和第二热电制冷器(4)之间连接有一第二制冷器驱动模块(40)，所述第二制冷器驱动模块(40)用于执行数据处理单元(9)的控制指令而调节流过第二热电制冷器(4)的电流大小和电流方向； 所述数据处理单元(9)和风源装置(5)之间连接有一风源驱动模块(50)，所述风源驱动模块(50)用于执行数据处理单元(9)的控制指令而驱动风源装置(5)输出冷风或者热风。2.如权利要求1所述的风流双致恒温激光器，其特征在于，所述风源装置(5)为热泵型空调，其包括有一第一热交换器(52)、一第二热交换器(53)、一电磁四通换向阀(54)、一压缩机(55)及一毛细管(56)，所述毛细管(56)连接于第一热交换器(52)的液体接口和第二热交换器(53)的液体接口之间，第一热交换器(52)的气体接口与电磁四通换向阀(54)的室内接口相连，第二热交换器(53)的气体接口与电磁四通换向阀(54)的室外接口相连，压缩机(55)连接于电磁四通换向阀(54)的高压接口和低压接口之间，所述第一热交换器(52)所产生的冷风或者热风通过出风口(51)输出。3.如权利要求2所述的风流双致恒温激光器，其特征在于，所述电磁四通换向阀(54)和压缩机(55)分别连接于风源驱动模块(50)，所述风源驱动模块(50)执行数据处理单元(9)的控制指令而驱动压缩机(55)运转，以及发送换向指令至电磁四通换向阀(54)。4.如权利要求1所述的风流双致恒温激光器，其特征在于，所述风源装置(5)包括有一湿帘冷风机(57)、一风扇(58)及一电加热器(59),所述风扇(58)与电加热器(59)所产生的热风通过出风口(51)输出，或者所述湿帘冷风机(57)所产生的冷风通过出风口(51)输出。5.如权利要求4所述的风流双致恒温激光器，其特征在于，所述湿帘冷风机(57)、风扇(58)及电加热器(59)分别连接于风源驱动模块(50)，所述风源驱动模块(50)执行数据处理单元(9)的控制指令而驱动风扇(58)和电加热器(59)产生热风，或者驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓杰，张立国，
申请(专利权)人：深圳英诺激光科技有限公司，常州英诺激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：