[发明专利]激光器、激光器的温度控制方法和气体探测装置

说明书

本发明公开了一种激光器、激光器的温度控制方法和气体探测装置，激光器包括：电路基板；激光芯片，设于电路基板上，用于发出激光信号；光路转折结构，设于电路基板上，用于对激光信号进行光路转折；热敏电阻，设于电路基板上，并与控制调制电路连接，用于测量激光器的温度，得到测量温度；加热电阻，设于电路基板上，并与控制调制电路连接，用于对激光器进行加热。本发明的激光器的温控精度能够达到±0.1℃，性能指标能够满足激光气体探测使用要求，且降低了生产成本，有利于广泛推广使用。

技术领域

本发明涉及气体探测技术领域，特别涉及一种激光器、一种激光器的温度控制方法和一种气体探测装置。

背景技术

相比于传统电化学、催化燃烧、半导体和红外等气体探测技术，激光气体探测技术具有抗干扰强，探测精度和灵敏度高，环境适应性强等显著优点。因此，被广泛应用于公共安全、节能环保和化工等领域的易燃易爆和有毒有害气体的测量。

激光气体探测是采用特定激光波长对气体的特征指纹光谱进行吸收测量，由于激光波长受温度和调制电流大小共同影响，因此需对激光波长进行精确控制。目前，基于DFB(Distributed Feed Back，分布反馈布拉格光栅)激光器、QCL(Quantum Cascade Laser，量子级联)激光器、ICL(Interband Cascade Lasers，间带级联)激光器等均采用TEC(Thermoelectric Cooling，热电控制)芯片对激光器进行温控，实现激光波长的控制。但目前相关的激光器存在对温度精控复杂，价格昂贵，不利于广泛推广使用等问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种激光器、激光器的温度控制方法和气体探测装置，以实现对激光器的温度进行精确控制。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种激光器，所述激光器用以连接控制调制电路，所述激光器包括：电路基板；激光芯片，设于所述电路基板上，用于发出激光信号；光路转折结构，设于所述电路基板上，用于对所述激光信号进行光路转折；热敏电阻，设于所述电路基板上，并与所述控制调制电路连接，用于测量所述激光器的温度，得到测量温度；加热电阻，设于所述电路基板上，并与所述控制调制电路连接，用于对所述激光器进行加热；其中，所述控制调制电路根据所述测量温度和设定温度生成PID控制信号，并根据所述PID控制信号对所述加热电阻进行控制，并在所述测量温度达到所述设定温度时，对所述激光芯片进行调制，以使所述激光芯片发出特定波长的激光信号。

另外，本发明实施例的激光器还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述激光器还包括：底座，用于放置所述电路基板，并对所述激光芯片工作产生的热量进行散热。

根据本发明的一个实施例，所述激光器还包括：热沉载体，设于所述电路基板和所述底座之间，用于通过所述底座对所述激光芯片工作产生的热量进行散热。

根据本发明的一个实施例，所述光路转折结构包括：直角微棱镜，设于所述电路基板上，用于对所述激光信号进行90°反射。

根据本发明的一个实施例，所述热沉载体通过银浆工艺形成在所述底座上，所述电路基板与所述热沉载体通过银浆工艺封装。

根据本发明的一个实施例，所述直角微棱镜与所述电路基板通过银浆工艺封装，所述激光芯片、所述热敏电阻、所述加热电阻与所述电路基板分别通过共晶工艺封装。

根据本发明的一个实施例，所述激光信号为锯齿波，或，锯齿波与正弦波的叠加波。

本发明实施例的激光器的温控精度能够达到±0.1℃，性能指标能够满足激光气体探测使用要求，且降低了生产成本，有利于广泛推广使用。