本實(shí)用新型涉及一種激光器用溫度控制器，該溫度控制器主要用于溫差較大的環(huán)境中需要恒溫工作的激光器的溫度控制。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，激光器的應(yīng)用范圍也在不斷增大，基于新的技術(shù)要求，激光器應(yīng)在-30～60℃的環(huán)境中正常工作，但受限于自身性能，激光器需要在恒溫條件下方可穩(wěn)定工作，若激光器受到外界環(huán)境溫度的影響使得工作溫差大于0.02℃時(shí)，則可能出現(xiàn)失常的情況，導(dǎo)致相關(guān)工作中斷。

目前針對(duì)激光器的溫度控制裝置較多，但大都存在控制范圍小以及精度低的問題，導(dǎo)致激光器無(wú)法在-30～60℃的環(huán)境中正常工作，因此，急需提供一種使激光器能夠在超低溫及超高溫環(huán)境下正常工作的溫度控制器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有溫度控制器無(wú)法使激光器在-30～60℃的環(huán)境中正常工作的問題，本實(shí)用新型提供一種新型激光器用溫度控制器，該控制器不但通過風(fēng)冷實(shí)現(xiàn)了激光器的寬溫度范圍正常工作，同時(shí)還提高了控制精度。

本實(shí)用新型的具體技術(shù)解決方案如下：

該激光器用溫度控制器包括設(shè)置在激光器殼體內(nèi)的激光器封閉器、散熱片和制冷片，激光器封閉器一側(cè)安裝激光器及激光器電路板，另一側(cè)設(shè)置有制冷片，制冷片一側(cè)與激光器封閉器接觸，另一側(cè)與散熱片接觸；所述激光器封閉器、散熱片、制冷片與激光器殼體之間形成的間隙填充絕熱膜，使制冷片和激光器封閉器與激光器殼體內(nèi)其他部件絕熱。

所述激光器電路板是PID調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)激光器工作環(huán)境的溫度。

所述制冷片為半導(dǎo)體制冷片。

所述絕熱膜是石棉絕熱膜。

所述散熱片是硬鋁散熱片，包括硬鋁熱沉和均勻分布在硬鋁熱沉上的硬鋁散熱翅片。

所述PID調(diào)節(jié)電路包括參數(shù)設(shè)定模塊，PID調(diào)節(jié)模塊以及制冷片驅(qū)動(dòng)模塊；所述參數(shù)設(shè)定模塊用于設(shè)定激光器的工作溫度，PID調(diào)節(jié)模塊用于接收溫度傳感器實(shí)時(shí)傳輸?shù)募す馄鞴ぷ鳒囟冗M(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至制冷片驅(qū)動(dòng)模塊，再由制冷片驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)制冷片進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

所述PID調(diào)節(jié)模塊以及制冷片驅(qū)動(dòng)模塊分別為兩組，用于對(duì)制冷片進(jìn)行分級(jí)調(diào)節(jié)；即大制冷片PID調(diào)節(jié)模塊、大制冷片驅(qū)動(dòng)模塊以及小制冷片PID調(diào)節(jié)模塊和小制冷片驅(qū)動(dòng)模塊；大制冷片是設(shè)置在激光器封閉器一側(cè)的外設(shè)制冷片，小制冷片是集成在激光器內(nèi)部的內(nèi)置制冷片。

所述激光器殼體包括膠木端蓋和膠木殼體，膠木端蓋和膠木殼體之間采用螺紋連接；所述激光器封閉器、散熱片和制冷片均設(shè)置在膠木端蓋和膠木殼體形成的腔體內(nèi)。

所述膠木端蓋和膠木殼體均采用聚四氟乙烯耐溫材料混合木屑制備。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、相較于傳統(tǒng)的溫度控制，該激光器用溫度控制器采用了PID調(diào)節(jié)電路，具有響應(yīng)時(shí)間短，控制精度高的特點(diǎn)。

2、相較于傳統(tǒng)的溫度控制結(jié)構(gòu)，該激光器用溫度控制器采用了兩級(jí)制冷片控制控制，其優(yōu)點(diǎn)在于控制范圍大。

3、相較于傳統(tǒng)的溫度控制結(jié)構(gòu)，本結(jié)構(gòu)采用了對(duì)要求控制的兩個(gè)溫度場(chǎng)使用了密封隔離技術(shù)，降低了電路設(shè)計(jì)所需要的功耗；并采用了聚四氟乙烯耐溫材料，增加了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和壽命。

4、相較于傳統(tǒng)的溫度控制結(jié)構(gòu)，該激光器用溫度控制器巧妙的將制冷器和激光器連接在一起，減少了熱沉的體積，更有利于溫度控制。

5、該激光器用溫度控制器提供的風(fēng)冷系統(tǒng)不但利于散熱，還增加了系統(tǒng)的散熱效率。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型電路原理圖；

附圖明細(xì)如下：

1.2.3-螺紋及墊片；4-膠木端蓋；5-散熱片；6-制冷片；7-激光器電路板；8-激光器；9-絕熱膜；10-激光器電路板；11-膠木殼體。

具體實(shí)施方式

由于激光器的工作溫度要求恒溫，且溫度控制精度在0.02度范圍內(nèi)，因此需要設(shè)計(jì)一套高精度的溫度控制裝置。

簡(jiǎn)單地講，該方案的具體結(jié)構(gòu)是將激光器固定在導(dǎo)熱優(yōu)良的激光器封閉器上，和半導(dǎo)體制冷片相連，散熱器和半導(dǎo)體制冷片相連接，半導(dǎo)體制冷片和激光器封閉器要求絕熱，采用絕熱膜隔離。膠木端蓋主要是密封散熱器，提高風(fēng)冷的效率。螺絲主要是連接、固定整個(gè)控制結(jié)構(gòu)。

具體地講，該激光器用溫度控制器包括設(shè)置在激光器殼體內(nèi)的激光器封閉器、散熱片和制冷片，激光器封閉器一側(cè)安裝激光器及激光器電路板，另一側(cè)設(shè)置有制冷片，制冷片一側(cè)與激光器封閉器接觸，另一側(cè)與散熱片接觸；所述激光器封閉器、散熱片、制冷片與激光器殼體之間形成的間隙填充絕熱膜，使制冷片和激光器封閉器與激光器殼體內(nèi)其他部件絕熱。

激光器殼體包括膠木端蓋和膠木殼體，膠木端蓋和膠木殼體之間采用螺紋連接；所述激光器封閉器、散熱片和制冷片均設(shè)置在膠木端蓋和膠木殼體形成的腔體內(nèi)。

其中PID調(diào)節(jié)電路包括參數(shù)設(shè)定模塊，PID調(diào)節(jié)模塊以及制冷片驅(qū)動(dòng)模塊；所述參數(shù)設(shè)定模塊用于設(shè)定激光器的工作溫度，PID調(diào)節(jié)模塊用于接收溫度傳感器實(shí)時(shí)傳輸?shù)募す馄鞴ぷ鳒囟冗M(jìn)行溫度補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果傳輸至制冷片驅(qū)動(dòng)模塊，再由制冷片驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)制冷片進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

為了提高調(diào)節(jié)精度，可以設(shè)置兩組制冷片分別進(jìn)行溫度補(bǔ)償，應(yīng)用在PID調(diào)節(jié)電路中具體是采用PID調(diào)節(jié)模塊以及制冷片驅(qū)動(dòng)模塊分別為兩組，即大制冷片PID調(diào)節(jié)模塊、大制冷片驅(qū)動(dòng)模塊以及小制冷片PID調(diào)節(jié)模塊和小制冷片驅(qū)動(dòng)模塊。激光器在工作過程中產(chǎn)生熱量，小制冷片溫度控制電路及小制冷片將熱量傳導(dǎo)到激光器外殼上。而通過大制冷片及溫度控制電路傳導(dǎo)到散熱器上。

激光器在工作過程中，激光器外殼溫度升高，由于和外界工作環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的熱交換。激光器外殼與熱沉和外界也交換熱量。

采用聚四氟乙烯耐溫材料做密封和隔離，和未隔離的相比，外界和內(nèi)部的熱傳導(dǎo)熱降低，內(nèi)部溫度更容易控制。

溫度通過傳導(dǎo)升溫較快的硬鋁材料，熱傳導(dǎo)效率很高，。硬鋁熱沉通過隔熱較好的石棉9使制冷器內(nèi)外溫差隔離，熱量更容易的傳導(dǎo)到散熱器上。

散熱器通過風(fēng)冷降低溫度，本結(jié)構(gòu)對(duì)風(fēng)路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，更有利于熱交換，效率更高。

本系統(tǒng)主要針對(duì)溫差較大的環(huán)境下，要求恒溫工作的器件而設(shè)計(jì)的特殊結(jié)構(gòu)。利用兩級(jí)溫度控制、溫度場(chǎng)隔離的技術(shù)，達(dá)到了寬范圍、高精度、快速響應(yīng)的要求。該結(jié)構(gòu)已經(jīng)應(yīng)用于半導(dǎo)體激光器在外界環(huán)境-30～60度下工作，其設(shè)定溫差小于0.02度。