[發(fā)明專利]一種光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置

在審

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• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112909733A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳路運;趙釗;鮑鴻;周延周;林劍彬
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;H01S5/023
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明涉及光學(xué)干涉測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置，包括一級溫控裝置、二級溫控裝置、光纖半導(dǎo)體激光器以及光纖；所述一級溫控裝置設(shè)置在所述二級溫控裝置的內(nèi)部，所述光纖半導(dǎo)體激光器設(shè)置在所述一級溫控裝置的內(nèi)部，所述二級溫控裝置上設(shè)置有光纖輸出孔以及對外接線口，所述光纖穿過所述光纖輸出孔后與所述光纖半導(dǎo)體激光器連接，所述一級溫控裝置與所述對外接線口連接。本發(fā)明的光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置，有效地解決了因外界溫度變化造成半導(dǎo)體激光器溫控范圍偏移的問題，擴大了溫控的范圍，加寬了可調(diào)諧范圍的波長，提高了光學(xué)測量的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)干涉測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)的固體激光器相比，光纖半導(dǎo)體激光器具有結(jié)構(gòu)相對簡單、閾值低、散熱性能好、光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)高、光束質(zhì)量好等優(yōu)點，現(xiàn)在的光纖半導(dǎo)體二極管激光器在光學(xué)測量、激光通信、光存儲、激光打印以及雷達等方面已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，是目前應(yīng)用最廣泛的光電子器件之一。

由于半導(dǎo)體激光器有著顯著的溫度特性，它是一個對溫度很敏感的器件，半導(dǎo)體激光器(LD)的波長、閾值電流、輸出功率和使用壽命都與溫度的變化有很大的關(guān)系。半導(dǎo)體激光器的工作原理決定了其自身工作時必然發(fā)熱，而自身產(chǎn)生的熱量嚴重影響著LD的輸出特性，所以現(xiàn)在在光學(xué)測量領(lǐng)域會使用一個溫度控制裝置來控制半導(dǎo)體激光器的工作溫度，通常用的辦法是使用溫度傳感器、熱沉、散熱片結(jié)合半導(dǎo)體TEC制冷片的方式對LD進行控溫，這種傳統(tǒng)的控溫方式稱為傳統(tǒng)一級溫控，中國專利CN108346965A公開了一種用于激光器的半導(dǎo)體制冷片溫控裝置，采用的便是傳統(tǒng)的一級溫控，傳統(tǒng)一級溫控控溫范圍會受環(huán)境溫度的影響，如室溫30℃，傳統(tǒng)一級溫控范圍在20-40℃，當(dāng)外界環(huán)境溫度降低5℃，理論一級溫控范圍在15-35℃，由于TEC的工作特性，制冷比制熱難，實際溫控一般會在18-38℃。因此，隨著環(huán)境溫度這一外界因素的變化，傳統(tǒng)一級溫控的溫控范圍會隨外界溫度變化而漂移。此外，傳統(tǒng)一級溫控也會因溫控裝置體積和制冷片功率的影響，控溫范圍難以控制在10-40℃(半導(dǎo)體激光器工作所需的溫度范圍大約在10℃-40℃)，半導(dǎo)體激光器可調(diào)諧波長范圍也會因此受限，最終影響光學(xué)測量的精度。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置，有效地解決了因外界溫度變化造成半導(dǎo)體激光器溫控范圍偏移的問題，擴大了溫控的范圍，加寬了可調(diào)諧范圍的波長，提高了光學(xué)測量的精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種光纖半導(dǎo)體激光器兩級溫控耦合裝置，包括一級溫控裝置、二級溫控裝置、光纖半導(dǎo)體激光器以及光纖；所述一級溫控裝置設(shè)置在所述二級溫控裝置的內(nèi)部，所述光纖半導(dǎo)體激光器設(shè)置在所述一級溫控裝置的內(nèi)部，所述二級溫控裝置上設(shè)置有光纖輸出孔以及對外接線口，所述光纖穿過所述光纖輸出孔后與所述光纖半導(dǎo)體激光器連接，所述一級溫控裝置與所述對外接線口連接。

在本發(fā)明中，在一級溫控裝置的基礎(chǔ)之上，使用了二級溫控裝置進行進一步的溫度控制，二級溫控裝置可消除外界溫度變化造成溫控范圍偏移，擴大溫控范圍，加寬半導(dǎo)體激光器可調(diào)諧范圍波長，提高光學(xué)測量的精度。

進一步的，所述一級溫控裝置包括一級溫控散熱片、一級溫控TEC制冷片、熱沉、一級溫控?zé)崦綦娮?、一級溫控PCB接線板以及一級溫控固定板；所述一級溫控TEC制冷片的散熱面與所述一級溫控散熱片相連，所述一級溫控TEC制冷片的制冷面與所述熱沉相連，所述光纖半導(dǎo)體激光器的鎧裝與所述熱沉緊密接觸，熱沉本身的溫度將近似于激光器工作的溫度，所述一級溫控?zé)崦綦娮柙O(shè)置在所述熱沉中，實時測量熱沉的溫度，所述一級溫控TEC制冷片的出線、所述一級溫控?zé)崦綦娮璧某鼍€以及所述光纖半導(dǎo)體激光器的出線連接在所述一級溫控PCB接線板上，所述一級溫控PCB接線板與所述對外接線口連接，所述一級溫控散熱片以及所述一級溫控PCB接線板均通過螺絲固定連接在所述一級溫控固定板上，所述一級溫控固定板固定設(shè)置在所述二級溫控裝置的內(nèi)部，溫控效果更好。