[实用新型]功率稳定型固体激光器

说明书

本实用新型公开了一种功率稳定型固体激光器，所述的功率稳定型固体激光器包括其内流通冷却水的基座，用以安装固定所述的固体激光器的光学晶体的导热载座，设置在导热载座上的温度传感器，设置在导热载座和基座间并由双极性电流驱动器驱动的半导体制冷单元，以及控制单元，本实用新型在传统的温度控制系统的基础上，构建出温度‑电流双闭环控制系统，内环是采用PI控制的电流闭环，外环是采用PID控制的温度闭环，以此来提高系统的控制精度，最终达到提高固体激光器功率稳定性的目的。

技术领域

本实用新型属于激光器技术领域，具体涉及一种功率稳定型固体激光器。

背景技术

固体激光器具有波长短、吸收率高、体积小，能采用光纤传输实现柔性加工等优点，使它在激光加工中的应用越来越广泛。国内对于固体激光器的研究主要集中在提高功率方面，而固体激光器功率的稳定性也是限制其推广使用的一大因素，是固体激光器性能的重要指标。固体激光器中的工作物质即光学晶体在工作时容易产生热沉积从而引起自身温度变化，进而导致激光器输出激光的光谱、功率产生漂移，严重影响激光器的功率的稳定性。因此很多国产的固体激光器在稳定性及可靠性方面不能满足工业化应用的需求，这就极大地限制了固体激光器的发展与应用，所以提高固体激光器的稳定性是亟待解决的一个问题。而对其光学晶体的工作温度进行精密控制，使其工作在最佳匹配温度下，对于提高固体激光器的性能和可靠性具有重要意义，也使国产固体激光器能够得到更加广泛的推广应用。

保持固体激光器工作过程中的温度稳定是提高其功率稳定性的重要方法。现阶段，保持温度稳定的有效方法之一是采用温控系统，包括风冷、水冷以及制冷剂等。而国内大多采用的水冷温控系统，其缺点是一方面精度相对较低，另一方面是存在一定的滞后性，往往不能对温度升高的固体激光器进行及时的降温。因此有必要引入一种能够高效率高精度的实现固体激光器温度稳定的温控系统，在激光器工作过程中实时、高效地保持温度稳定。但是由于TEC在工作过程中会产生温差ΔT，从而产生温差电动势，该电动势的存在在实际工作中会影响加载在TEC两端的有效工作电压，从而影响其实际工作电流，导致最终温度控制精度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种功率稳定型固体激光器，该功率稳定型固体激光器使用半导体制冷模块及循环水冷系统结合的方式对光学晶体进行降温，基于嵌入式系统完成对光学晶体温度的采集、分析、反馈和控制，使其温度精确稳定在预设温度之内。该装置可以做到实时、精确控温，有效避免传统控温系统的滞后性及误差，实时生成光学晶体温度变化曲线，更大程度上提高固体激光器的功率稳定性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种功率稳定型固体激光器，包括其内流通冷却水的基座，用以安装固定所述的固体激光器的光学晶体的导热载座，设置在导热载座上的温度传感器，设置在导热载座和基座间并由双极性电流驱动器驱动的半导体制冷单元，以及控制单元，

所述的控制单元包括与所述的温度传感器通讯连接的微处理器和电流互感器，所述的电流互感器用以采集所述的双极性电流驱动器电流的电流输出，所述的微处理器与所述的双极性电流驱动器可控连接。

在上述技术方案中，所述的导热载座为铜质。

在上述技术方案中，所述的导热载座为腔式或者台面式结构。

在上述技术方案中，所述的温度传感器包括温度传感单元，形成有用以定位所述的温度传感单元的中空腔的铠装螺丝，所述的铠装螺丝与所述的导热载座螺纹连接。

在上述技术方案中，所述的温度传感器为热电阻传感器，所述的热电阻传感器经信号放大器和A/D模块后连至微处理器，所述的微处理器的输出经D/A模块和电流给定隔离放大器连接至所述的双极性电流驱动器。

在上述技术方案中，所述的微处理器、电流互感器、A/D模块、D/A模块和电流给定隔离放大器集成在同一电路板上。