本技術涉及一種超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路。

背景技術：

1、目前，工業(yè)脈沖激光器尤其是超快激光器如皮秒激光器以及飛秒激光器中，一般是采用單模激光二極管(ld)作為種子泵浦源，而泵浦ld的溫度變化會直接影響到輸出激光波長的偏移，因此需要對ld進行溫控。

2、因此，需要設計一種對泵浦ld溫度的快速控制的簡單有效的溫控電路。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路。

2、本實用新型的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：

3、超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，特點是：包含運算放大器一、運算放大器二、運算放大器三和半導體制冷器，運算放大器一的正相輸入端連接到電容一和電容二的一端，以及運算放大器三的輸出端；運算放大器一的負相輸入端連接到半導體制冷器的正輸入端，以及運算放大器一的輸出端，并連接到電阻二的一端；運算放大器二的正相輸入端連接到電阻三的一端；電阻三的另一端連接到參考電壓；運算放大器二的負相輸入端連接到電阻一的一端，同時連接到電阻二的另一端；運算放大器二的輸出端連接到半導體制冷器的負輸入端，同時連接到電阻一的另一端；運算放大器三的正輸入端連接到電阻六和電阻七的一端，且連接溫度設定信號端；電阻六的另一端連接到參考電壓+2.5v；電阻七的另一端連接到參考地；運算放大器三的負輸入端連接到電阻三和電阻四的一端，且連接到電容二的另一端；電阻三的另一端與電容一的另一端相連；運算放大器四的正輸入端連接到熱敏電阻和電阻八的一端；熱敏電阻的另一端連接到參考地；電阻八的另一端連接到參考電壓+2.5v；運算放大器四的負輸入端連接到電阻五和電容三的一端；運算放大器四的輸出端連接到電阻四和電阻五以及電容三的另一端，且連接溫度反饋信號端。

4、進一步地，上述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其中，運算放大器一和運算放大器二為功率運算放大器，由5v單電源供電。

5、進一步地，上述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其中，運算放大器一為一電壓跟隨器，正相端輸入電壓輸出驅(qū)動半導體制冷器件的正端；運算放大器二為一電壓跟隨器，輸出電壓是恒定電壓即參考電壓vref，驅(qū)動半導體制冷器件的負端，調(diào)節(jié)參考電壓vref限定半導體制冷器件的最大工作電壓。

6、進一步地，上述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其中，電阻五和電容三以及運算放大器四構成一跟隨器，運算放大器四的輸出電壓和正端輸入腳的輸入電壓相等，即為熱敏電阻上電壓；電阻五的阻值為1k～2k，用以限流，電容三的容值為10nf，用以濾波。

7、進一步地，上述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其中，運算放大器三和電阻三、電阻四、電容一以及電容二構成pi調(diào)節(jié)器控制的誤差放大器，通過運算放大器三的正輸入端電壓與實際當前溫度反饋電壓比較后輸出相應電壓進行溫控，運算放大器三和運算放大器四由5v單電源供電，帶寬5mhz。

8、進一步地，上述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其中，電阻六和電阻七阻值相等，阻值10k，當外部溫度設定電壓信號斷開時，電阻六和電阻七對2.5v參考電壓分壓后形成1.25v的溫度設定電壓，使種子泵浦ld控制在25℃防止損壞器件；電容一電容值4.7uf，電容二電容值0.1uf，電阻三阻值10k，電阻四阻值5k。

9、本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有顯著的優(yōu)點和有益效果，具體體現(xiàn)在以下方面：

10、①本實用新型簡潔有效的溫控電路實現(xiàn)對泵浦ld溫度的快速控制，采用功率運算放大器驅(qū)動種子激光二極管中的半導體制冷器工作，并通過由運放搭建的pi調(diào)節(jié)器實現(xiàn)制冷和制熱的溫控，同時可靈活調(diào)整半導體制冷器的最大工作電壓，簡化了電路結(jié)構，可靠性好，響應快，成本較低；

11、②功率運放驅(qū)動半導體制冷器，替代由金屬-氧化物-半導體場效應晶體管組成的半橋或全橋驅(qū)動半導體制冷器tec；電路在單電源供電情況下實現(xiàn)制冷和制熱的雙向控制，同時可以限定tec的最大工作電壓；

12、③無需專用tec溫控芯片或微控制器，采用運放構建的pi調(diào)節(jié)器進行控制，響應速度快。

13、本實用新型的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型具體實施方式了解。本實用新型的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構來實現(xiàn)和獲得。

技術特征：

1.超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：包含運算放大器一(u1)、運算放大器二(u2)、運算放大器三(u3)和半導體制冷器(tec)，運算放大器一(u1)的正相輸入端連接到電容一(c1)和電容二(c2)的一端，以及運算放大器三(u3)的輸出端；運算放大器一(u1)的負相輸入端連接到半導體制冷器(tec)的正輸入端，以及運算放大器一(u1)的輸出端，并連接到電阻二(r2)的一端；運算放大器二(u2)的正相輸入端連接到電阻三(r3)的一端；電阻三(r3)的另一端連接到參考電壓(+vref)；運算放大器二(u2)的負相輸入端連接到電阻一(r1)的一端，同時連接到電阻二(r2)的另一端；運算放大器二(u2)的輸出端連接到半導體制冷器(tec)的負輸入端，同時連接到電阻一(r1)的另一端；運算放大器三(u3)的正輸入端連接到電阻六(r6)和電阻七(r7)的一端，且連接溫度設定信號端；電阻六(r6)的另一端連接到參考電壓+2.5v；電阻七(r7)的另一端連接到參考地；運算放大器三(u3)的負輸入端連接到電阻三(r3)和電阻四(r4)的一端，且連接到電容二(c2)的另一端；電阻三(r3)的另一端與電容一(c1)的另一端相連；運算放大器四(u4)的正輸入端連接到熱敏電阻(rt)和電阻八(r8)的一端；熱敏電阻(rt)的另一端連接到參考地；電阻八(r8)的另一端連接到參考電壓+2.5v；運算放大器四(u4)的負輸入端連接到電阻五(r5)和電容三(c3)的一端；運算放大器四(u4)的輸出端連接到電阻四(r4)和電阻五(r5)以及電容三(c3)的另一端，且連接溫度反饋信號端。

2.根據(jù)權利要求1所述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：運算放大器一(u1)和運算放大器二(u2)為功率運算放大器，由5v單電源供電。

3.根據(jù)權利要求1所述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：運算放大器一(u1)為一電壓跟隨器，正相端輸入電壓輸出驅(qū)動半導體制冷器件(tec)的正端；運算放大器二(u2)為一電壓跟隨器，輸出電壓是恒定電壓即參考電壓vref，驅(qū)動半導體制冷器件(tec)的負端，通過調(diào)節(jié)參考電壓vref限定半導體制冷器件(tec)的最大工作電壓。

4.根據(jù)權利要求1所述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：電阻五(r5)和電容三(c3)以及運算放大器四(u4)構成一跟隨器，運算放大器四(u4)的輸出電壓和正端輸入腳的輸入電壓相等，即為熱敏電阻(rt)上電壓；電阻五(r5)的阻值為1k～2k，用以限流，電容三(c3)的容值為10nf，用以濾波。

5.根據(jù)權利要求1所述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：運算放大器三(u3)和電阻三(r3)、電阻四(r4)、電容一(c1)以及電容二(c2)構成pi調(diào)節(jié)器控制的誤差放大器，通過運算放大器三(u3)的正輸入端電壓與實際當前溫度反饋電壓比較后輸出相應電壓進行溫控，運算放大器三(u3)和運算放大器四(u4)由5v單電源供電，帶寬5mhz。

6.根據(jù)權利要求1所述的超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，其特征在于：電阻六(r6)和電阻七(r7)阻值相等，阻值10k，當外部溫度設定電壓信號斷開時，電阻六(r6)和電阻七(r7)對2.5v參考電壓分壓后形成1.25v的溫度設定電壓，使種子泵浦ld控制在25℃防止損壞器件；電容一(c1)電容值4.7uf，電容二(c2)電容值0.1uf，電阻三(r3)阻值10k，電阻四(r4)阻值5k。

技術總結(jié)
本技術涉及超快激光器種子泵浦激光二極管的溫控電路，運算放大器一正相輸入端連接到電容一和電容二的一端及運算放大器三的輸出端；運算放大器一負相輸入端連接到半導體制冷器正輸入端及運算放大器一輸出端；運算放大器二正相輸入端連接到電阻三一端；運算放大器二負相輸入端連到電阻一一端；運算放大器二輸出端連到半導體制冷器負輸入端；運算放大器三正輸入端連到電阻六和電阻七的一端，運算放大器三負輸入端連到電阻三和電阻四的一端；電阻三另一端與電容一另一端相連；運算放大器四正輸入端連到熱敏電阻和電阻八的一端；運算放大器四負輸入端連接到電阻五和電容三的一端；運算放大器四的輸出端連到電阻四和電阻五以及電容三的另一端。

技術研發(fā)人員：趙裕興,許衛(wèi)星
受保護的技術使用者：蘇州貝林激光有限公司
技術研發(fā)日：20240430
技術公布日：2024/12/19