[發明專利]半導體激光器溫控裝置、溫控系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201910933665.0
• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110707525A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 張書銘;馬吉德·伊姆蒂亞茲;王志豪
• 申請（專利權）人: 光坊激光科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024
• 代理公司: 11350 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 湯東鳳

本發明揭示了基于光轉換效率回饋的半導體激光器溫控裝置、溫控系統及其控制方法，通過PID控制邏輯模塊、連接并反饋信息至PID控制邏輯模塊的激光平均電流模塊、激光轉換效率模塊和溫度感測模塊、PID控制邏輯模塊控制連接半導體制冷片。本發明實現增加溫控系統的可靠性。

技術領域

本發明屬于激光器技術領域，尤其涉及一種半導體激光器溫控裝置、溫控系統及其控制方法。

背景技術

傳統激光器水冷系統通過溫度傳感器設定來判斷是否對冷卻水降溫的控制溫度，以控制壓縮機的電源通斷狀態(運轉或停止)來實現對冷卻水的溫度控制。當溫度傳感器檢測到冷卻水溫度高于控制溫度時，壓縮機通電工作，并通過蒸發器對冷卻水制冷，實現對冷卻水的降溫過程；冷卻水持續降溫直至溫度傳感器檢測到該冷卻水溫度達到或低于控制溫度時，壓縮機停止工作，通過蒸發器停止對冷卻水制冷。由于冷卻水流經激光器時會產生熱交換，從而致使水溫升高，當高至控制溫度時，壓縮機又開始通電工作，如此循環，以維持冷卻水溫度的穩定。

依賴于溫度傳感器的溫控系統，存在制冷的滯后效應，溫度調節變化差異大，無法有效進行微調。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，而提供半導體激光器溫控裝置、溫控系統、及其控制方法，從而實現增加溫控系統的可靠性。為了達到上述目的，本發明技術方案如下：

半導體激光器溫控裝置，包括具有開口槽的散熱片、設于散熱片背部的半導體制冷片、設于半導體制冷片表面的絕緣片、以及擴散水汽流動散向開口槽外側的風扇。

具體的，所述散熱片包括U型本體、設于U型本體內的若干等距間隔設置的散熱翅片。

具體的，若干所述散熱翅片的端部與U型本體的開口槽端部齊平，所述散熱翅片豎直設于開口槽內，散熱翅片的兩側與外界連通。

具體的，所述散熱片的底部設有風扇，風扇的外周與開口槽的槽口相對應設置，風扇內吹入蒸發水汽上升至開口槽內，并向開口槽的兩側擴散。

具體的，所述半導體制冷片與絕緣片之間夾持設有陶瓷片，陶瓷片與半導體制冷片相對應貼合設置。

半導體激光器溫控系統，包括PID控制邏輯模塊、連接并反饋信息至PID控制邏輯模塊的激光平均電流模塊、激光轉換效率模塊和溫度感測模塊、PID控制邏輯模塊控制連接半導體制冷片，半導體制冷片制冷作用于激光轉換效率模塊和溫度感測模塊所在的部件位置。

具體的，所述溫度感測模塊用于感應基板溫度。

半導體激光器溫控系統的控制方法，包括以下步驟：

S1，設定激光掃描功率和基板溫度的預校正表格；

S2，開啟激光高溫掃描，關閉半導體散熱片，基板溫度逐漸升高；

S3，開啟半導體散熱片，從平均小電流逐漸開到全開，觀測轉換功率的變化，轉換功率上升至極大后，下落；

S4，記錄極大值電流、基板溫度、轉換功率；

S5，根據當前平均功率，對照校預正表格，設定目標的基板溫度；

S6，啟動PID控制邏輯模塊，控制半導體散熱片作業。

與現有技術相比，本發明半導體激光器溫控裝置、溫控系統、及其控制方法的有益效果主要體現在：

通過激光轉換效率模塊協同PID控制邏輯模塊，有效進行微調控制溫度，半導體散熱片由關閉到開啟的過程，激光轉換效率模塊進行測量功率變化，反復與欲校正表格進行對比，從而適應性的調節至目標溫度；整體裝置基于光轉換效率回饋信息，具有較高的穩定性、快速性、準確性。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；