[发明专利]一种温度补偿式恒温激光器及恒温方法

说明书

技术领域

本发明涉及恒温激光器及恒温方法，尤其涉及一种温度补偿式恒温激光器及恒温方法。

背景技术

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。

为了满足大功率半导体激光器的温度调谐需求，现有技术中的恒温激光器如图16所示，激光器主体1、恒温热沉6和温度控制装置7依次层叠设置，其中温度控制装置7通过直接热交换的方式调整恒温热沉6的温度，再通过恒温热沉6进一步调整激光器主体1的温度，该温度控制装置7可以是电加热/制冷器、多个热电制冷器或者高精度水箱，这种温控方式，由于激光器主体1、恒温热沉6和温度控制装置7之间是通过热交换的方式进行温度调谐的，所以，容易出现温度延时、漂移等现象，导致温控精度较低，同时，由于采用了较多的或者价格较高的加热/制冷装置，使得激光器具有较高的产品成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种温度补偿式恒温激光器及恒温方法，本发明通过热平衡及温度补偿方法而实现了对激光器温度的高精度调谐，同时，还具有较低的产品成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种温度补偿式恒温激光器，其包括有由上至下层叠设置的一激光器主体、一恒温热沉组件及一流体热沉组件，所述恒温热沉组件上设有一温度补偿装置及一恒温热沉温度采集装置，所述流体热沉组件上设有一流体热沉温度采集装置，该流体热沉内设有腔体，且该腔体包括有一入口及一出口，所述激光器还包括有一流体输出装置及一数据处理单元，所述流体输出装置用于输出冷流体或者热流体且其流体输出口与所述腔体的入口相连通，所述流体输出装置、温度补偿装置、恒温热沉温度采集装置及流体热沉温度采集装置均电连接于该数据处理单元，所述数据处理单元用于对恒温热沉温度采集装置和流体热沉温度采集装置所采集的温度数据进行处理，之后分别发送控制指令至温度补偿装置和流体输出装置，且令激光器主体的热量与恒温热沉的热量之和等于流体热沉的热量。

优选地，所述恒温热沉温度采集装置和流体热沉温度采集装置均由一个、两个或者多个温度传感器构成，所述温度补偿装置由一个、两个或者多个温度补偿器构成。

优选地，所述激光器主体包括有一激光头及一激光泵浦装置，所述恒温热沉组件包括有一第一恒温热沉及一第二恒温热沉，所述温度补偿装置包括有至少一个第一温度补偿器及至少一个第二温度补偿器，所述恒温热沉温度采集装置包括有至少一个第一温度传感器及至少一个第二温度传感器。

优选地，所述激光头、第一恒温热沉及流体热沉组件依次层叠，所述第一温度补偿器及第一温度传感器均设于第一恒温热沉之上，所述激光泵浦装置、第二恒温热沉及流体热沉组件依次层叠，所述第二温度补偿器及第二温度传感器均设于第二恒温热沉之上，所述第一温度补偿器、第二温度补偿器、第一温度传感器及第二温度传感器均电连接于数据处理单元。

优选地，所述第一温度补偿器及第二温度补偿器均为电阻加热器、热电制冷器或电磁加热器中的任意一种或几种的组合。

优选地，所述流体热沉组件包括有第一流体热沉及第二流体热沉，所述流体热沉温度采集装置包括有至少一个第三温度传感器及至少一个第四温度传感器，所述第三温度传感器设于第一流体热沉上，所述第四温度传感器设于第二流体热沉上，所述第一流体热沉及第二流体热沉均设有腔体，每个腔体均设有入口和出口，所述第一流体热沉和第二流体热沉依次串联或者相互并联后，再与流体输出装置相连通，所述激光头、第一恒温热沉及第一流体热沉依次层叠，所述第一温度补偿器及第一温度传感器均设于第一恒温热沉之上，所述激光泵浦装置、第二恒温热沉及第二流体热沉依次层叠，所述第二温度补偿器及第二温度传感器均设于第二恒温热沉之上，所述第一温度补偿器、第二温度补偿器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器及第四温度传感器均电连接于数据处理单元。