專利名稱：一種風流雙致恒溫激光器及其恒溫方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光器恒溫裝置及恒溫方法，尤其涉及一種風流雙致恒溫激光器及用于該激光器的風流雙致恒溫方法。
背景技術：
半導體激光器在工作過程中所產(chǎn)生的熱能將造成激光器的能效下降，從而帶來效率降低、壽命降低等很多問題，其中，激光器件所發(fā)出激光的中心波長為808nm，為了避免激光的中心波長隨著激光器件溫度的變化而漂移，所以通常利用帕爾帖效應對激光器件進行半導體制冷。在帕爾貼效應中，電荷載體在導體中運動而形成電流，由于電荷載體在不同材料中處于不同的能級，所以當它從高能級向低能級運動時，就會釋放出多余的熱量，反之，就需要從外界吸收熱量，即表現(xiàn)為制冷，現(xiàn)有的導電材料中，半導體材料具有極高的熱電勢，所以常用來制成熱電制冷器，并利用該熱電制冷器來調整激光器件的溫度，但是，受熱電制冷器的制冷、制熱能力的影響，難以實現(xiàn)對大功率半導體激光器進行溫度調諧。為了使大功率半導體激光器具有較強的溫控能力，現(xiàn)有技術中，大多采用高精度水箱對激光器進行溫度調諧與鎖定，高精度水箱在長期使用過程中，水箱內壁或者管路容易形成水垢，這些水垢嚴重影響水箱內外的熱量傳導以及水的流量，導致高精度水箱的溫控能力下降，且難以實現(xiàn)對激光器溫度的高精度調諧與鎖定。同時，由于高精度水箱價格高昂，所以該激光器還具有較高的產(chǎn)品成本。此外，這種高精度水箱需經(jīng)常換水，因此還對激光器的使用過程造成不便。結合以上幾點可以看出，現(xiàn)有的大功率半導體激光器，其存在長期使用時溫控能力下降、溫度調諧精度降低、成本較高以及不便于使用的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種風流雙致恒溫激光器及其恒溫方法，該激光器無需高精度水箱即能實現(xiàn)溫度調諧與鎖定，避免了因水垢而影響熱量的傳導，從而提高了激光器的雙致溫控能力和溫控精度，同時還降低了產(chǎn)品成本，此外，該激光器還避免了因高精度水箱換水而對使用過程所造成的不便。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案。一種風流雙致恒溫激光器，該激光器包括有一激光頭及一激光泵浦裝置，所述激光泵浦裝置發(fā)出的激光傳輸至激光頭，所述激光器還包括有至少一個第一熱電制冷器、至少一個第二熱電制冷器、一風源裝置、一風流熱沉組件及一數(shù)據(jù)處理單元，所述第一熱電制冷器設于激光頭和風流熱沉組件之間，所述第二熱電制冷器設于激光泵浦裝置和風流熱沉組件之間，所述風流熱沉組件內設有腔體，該腔體設有一入口及一出口，所述風源裝置用于輸出冷風或者熱風，且其出風口與風流熱沉組件的 入口相連，其中:所述數(shù)據(jù)處理單元用于對其輸入的電信號進行處理，并根據(jù)處理結果發(fā)出控制指令；所述激光頭上設有至少一個第一溫度傳感器，所述激光泵浦裝置上設有至少一個第二溫度傳感器，所述風流熱沉組件上設有至少一個第三溫度傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別用于將其所采集的溫度數(shù)據(jù)轉換為電信號并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元和第一熱電制冷器之間連接有一第一制冷器驅動模塊，所述第一制冷器驅動模塊用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元的控制指令而調節(jié)流過第一熱電制冷器的電流大小和電流方向；所述數(shù)據(jù)處理單元和第二熱電制冷器之間連接有一第二制冷器驅動模塊，所述第二制冷器驅動模塊用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元的控制指令而調節(jié)流過第二熱電制冷器的電流大小和電流方向；所述數(shù)據(jù)處理單元和風源裝置之間連接有一風源驅動模塊，所述風源驅動模塊用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元的控制指令而驅動風源裝置輸出冷風或者熱風。優(yōu)選地，所述風源裝置為熱泵型空調，其包括有一第一熱交換器、一第二熱交換器、一電磁四通換向閥、一壓縮機及一毛細管，所述毛細管連接于第一熱交換器的液體接口和第二熱交換器的液體接口之間，第一熱交換器的氣體接口與電磁四通換向閥的室內接口相連，第二熱交換器的氣體接口與電磁四通換向閥的室外接口相連，壓縮機連接于電磁四通換向閥的高壓接口和低壓接口之間，所述第一熱交換器所產(chǎn)生的冷風或者熱風通過出風口輸出。優(yōu)選地，所述電磁四通換向閥和壓縮機分別連接于風源驅動模塊，所述風源驅動模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元的控制指令而驅動壓縮機運轉，以及發(fā)送換向指令至電磁四通換向閥。優(yōu)選地，所述風源裝置包括有一濕簾冷風機、一風扇及一電加熱器，所述風扇與電加熱器所產(chǎn)生的熱風通過出風口輸出，或者所述濕簾冷風機所產(chǎn)生的冷風通過出風口輸出。優(yōu)選地，所述濕簾冷風機、風扇及電加熱器分別連接于風源驅動模塊，所述風源驅動模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元的控制指令而驅動風扇和電加熱器產(chǎn)生熱風，或者驅動濕簾冷風機產(chǎn)生冷風。優(yōu)選地 ，所述第一熱電制冷器與風流熱沉組件之間設有一第一過渡熱沉，所述第一熱電制冷器通過導熱膜或者導熱硅膠與第一過渡熱沉貼合，所述第一過渡熱沉通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件貼合；所述第二熱電制冷器與風流熱沉組件之間設有一第二過渡熱沉，所述第二熱電制冷器通過導熱膜或者導熱硅膠與第二過渡熱沉貼合，所述第二過渡熱沉通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件貼合；所述激光泵浦裝置上設有一第三過渡熱沉，所述第二溫度傳感器固定于第三過渡熱沉上，所述第三過渡熱沉與第二熱電制冷器之間通過導熱膜或者導熱硅膠貼合。優(yōu)選地，所述風流熱沉組件由一個風流熱沉構成，該風流熱沉設有腔體，該腔體設有一入口和一出口，所述激光頭和激光泵浦裝置均位于該風流熱沉之上。優(yōu)選地，所述風流熱沉組件包括有至少兩個風流熱沉，每個風流熱沉上均設有至少一個第三溫度傳感器，每個風流熱沉均設有腔體，每個腔體均設有入口和出口，所述激光頭和激光泵浦裝置分別位于不同風流熱沉之上，所述風流熱沉之間為并聯(lián)或者串聯(lián)，或者并聯(lián)與串聯(lián)混合的聯(lián)接方式。優(yōu)選地，所述風流熱沉組件的腔體內設有多個散熱片。一種用于激光器的風流雙致恒溫方法，該方法包括如下步驟:步驟S100，整機上電，第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器開始采集溫度數(shù)據(jù)；步驟S101，數(shù)據(jù)處理單元分別對第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所采集的溫度數(shù)據(jù)進行處理，得到激光頭和激光泵浦裝置所反映的溫度，并判斷，若二者的溫度過低，則執(zhí)行步驟S102，若二者的溫度過高，則執(zhí)行步驟S103 ;步驟S102，風源裝置輸出熱風，同時第一制冷器驅動模塊和第二制冷器驅動模塊分別調節(jié)流過第一熱電制冷器和第二熱電制冷器的電流大小和電流方向，以令高溫熱能傳遞至激光頭和激光泵浦裝置，低溫熱能傳遞至風流熱沉組件，直至激光頭和激光泵浦裝置的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ;步驟S103，風源裝置輸出冷風，同時第一制冷器驅動模塊和第二制冷器驅動模塊分別調節(jié)流過第一熱電制冷器和第二熱電制冷器的電流大小和電流方向，以令低溫熱能傳遞至激光頭和激光泵浦裝置，高溫熱能傳遞至風流熱沉組件，直至激光頭和激光泵浦裝置的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ;步驟S104，所述數(shù)據(jù)處理單元通過第一溫度傳感器而實時監(jiān)控激光頭上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第一熱電制冷器的電流大小和電流方向而對激光頭的溫度進行微調，且將激光頭的溫度鎖定在預設溫度值，同時，所述數(shù)據(jù)處理單元通過第二溫度傳感器而實時監(jiān)控激光泵浦裝置上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第二熱電制冷器的電流大小和電流方向而對激光泵浦裝置的溫度進行微調，且將激光泵浦裝置的溫度鎖定在預設溫度值。本發(fā)明公開的風流雙致恒溫激光器及其恒溫方法，其有益效果在于，通過風源裝置和風流熱沉組件的共同作用，實現(xiàn)了對激光頭和激光泵浦裝置的快速溫度調諧，令其具有較大的溫度控制能力，其中，由于風流熱沉組件的溫度是可控的，且該溫度在數(shù)據(jù)處理單元的控制下可以是高溫也可以是低溫，所以實現(xiàn)了雙致溫度調諧。在此基礎之上，再結合熱電制冷器進一步對激光頭和激光泵浦裝置的溫度進行高精度調諧，從而實現(xiàn)了對激光器的溫度鎖定。因此，本發(fā)明無需高精度水箱即能實現(xiàn)溫度調諧，避免了水垢對熱量傳導所造成的影響，從而提高了激光器的雙致溫控能力和溫控精度，同時還降低了產(chǎn)品成本，此外，該激光器還避免了因高精度水箱換水而對使用過程所造成的不便。


圖1為本發(fā)明提出的風流雙致恒溫激光器的側向剖視圖。圖2為圖1所示的風流雙 致恒溫激光器的電路框圖。圖3為本發(fā)明第一實施例中的風源裝置輸出冷風時的結構示意圖。圖4為本發(fā)明第一實施例中的風源裝置輸出熱風時的結構示意圖。圖5為本發(fā)明第一實施例的電路框圖。圖6為本發(fā)明第二實施例中的風源裝置輸出冷風時的結構示意圖。圖7為本發(fā)明第二實施例中的風源裝置輸出熱風時的結構示意圖。圖8為本發(fā)明第二實施例的電路框圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作更加詳細的描述。本發(fā)明提出一種風流雙致恒溫激光器，結合圖1及圖2所示，該激光器包括有一激光頭I及一激光泵浦裝置2，所述激光泵浦裝置2發(fā)出的激光傳輸至激光頭1，所述激光器還包括有至少一個第一熱電制冷器3、至少一個第二熱電制冷器4、一風源裝置5、一風流熱沉組件6及一數(shù)據(jù)處理單元9，所述第一熱電制冷器3設于激光頭I和風流熱沉組件6之間，所述第二熱電制冷器4設于激光泵浦裝置2和風流熱沉組件6之間，所述風流熱沉組件
6內設有一腔體，該腔體設有一入口 61及一出口 62，所述風源裝置5用于輸出冷風或者熱風，且其出風口 51與風流熱沉組件6的入口 61相連，其中:所述數(shù)據(jù)處理單元9用于對其輸入的電信號進行處理，并根據(jù)處理結果發(fā)出控制指令；所述激光頭I上設有至少一個第一溫度傳感器10，所述激光泵浦裝置2上設有至少一個第二溫度傳感器20，所述風流熱沉組件6上設有至少一個第三溫度傳感器60，所述第一溫度傳感器10、第二溫度傳感器20和第三溫度傳感器60分別用于將其所采集的溫度數(shù)據(jù)轉換為電信號并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元9 ;所述數(shù)據(jù)處理單元9和第一熱電制冷器3之間連接有一第一制冷器驅動模塊30，所述第一制冷器驅動模塊30用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元9的控制指令而調節(jié)流過第一熱電制冷器3的電流大小和電流方向；所述數(shù)據(jù)處理單元9和第二熱電制冷器4之間連接有一第二制冷器驅動模塊40，所述第二制冷器驅動模塊40用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元9的控制指令而調節(jié)流過第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向；所述數(shù)據(jù)處理單元9和風源裝置5之間連接有一風源驅動模塊50，所述風源驅動模塊50用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元9的控制指令而驅動風源裝置5輸出冷風或者熱風。上述激光器中，整機上電后，第一溫度傳感器10、第二溫度傳感器20和第三溫度傳感器60開始采集溫度數(shù)據(jù)。激光器在開機過程中，當激光頭I和激光泵浦裝置2上所反映的溫度過低時，第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器20分別將其所采集的溫度數(shù)據(jù)反饋回數(shù)據(jù)處理單元9 ，數(shù)據(jù)處理單元9對該溫度數(shù)據(jù)進行處理，并通過風源驅動模塊50驅動風源裝置5輸出熱風至風流熱沉組件6，使得風流熱沉組件6的溫度升高，同時，數(shù)據(jù)處理單元9通過第一制冷器驅動模塊30和第二制冷器驅動模塊40而分別調節(jié)流過第一熱電制冷器3和第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向，使得兩個熱電制冷器分別將高溫熱能傳遞至激光頭I和激光泵浦裝置2，且分別將低溫熱能傳遞至風流熱沉組件6，直至激光頭I和激光泵浦裝置2上所反映的溫度達到激光器開機的要求。激光器在開機過程中，當激光頭I和激光泵浦裝置2上所反映的溫度過高時，第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器20分別將其所采集的溫度數(shù)據(jù)反饋回數(shù)據(jù)處理單元9，數(shù)據(jù)處理單元9對該溫度數(shù)據(jù)進行處理，并通過風源驅動模塊50驅動風源裝置5輸出冷風至風流熱沉組件6，使得風流熱沉組件6的溫度降低，同時，數(shù)據(jù)處理單元9通過第一制冷器驅動模塊30和第二制冷器驅動模塊40而分別調節(jié)流過第一熱電制冷器3和第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向，使得兩個熱電制冷器分別對激光頭I和激光泵浦裝置2制冷，兩個熱電制冷器所產(chǎn)生的熱量傳遞至風流熱沉組件6，且通過風流熱沉組件6的腔體內流過的冷風對兩個熱電制冷器進行降溫，持續(xù)地，直至激光頭I和激光泵浦裝置2上所反映的溫度達到激光器開機的要求。其中，在兩個熱電制冷器、風源裝置5和風流熱沉組件6的共同作用下，解決了當工作環(huán)境溫度過高或者過低時，激光器難以開機的問題，使得激光器能夠順利進入工作狀態(tài)。該激光器在工作過程中，數(shù)據(jù)處理單元9通過第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器20而實時監(jiān)控激光頭I和激光泵浦裝置2上所反映的溫度，并通過第一熱電制冷器3和第二熱電制冷器4而分別對激光頭I和激光泵浦裝置2的溫度進行高精度調諧，從而實現(xiàn)激光器的溫度穩(wěn)定性和可調諧性，同時，所述數(shù)據(jù)處理單元9通過第三溫度傳感器60而實時監(jiān)控風流熱沉組件6的溫度，并通過風源驅動模塊50對風源裝置5進行控制，調節(jié)風源裝置5輸出風流的溫度和流量，以令風流熱沉組件6具有較高的制冷和制熱能力。其中，由于風流熱沉組件6的溫度是可控的，且該溫度在數(shù)據(jù)處理單元9的控制下可以是高溫也可以是低溫，所以實現(xiàn)了利用風流進行冷風或者熱風雙致的溫度調諧，再結合兩個熱電制冷器進一步對激光頭I和激光泵浦裝置2的溫度進行高精度調諧，使得該激光器具有較高的溫控能力和溫控精度。作為一種優(yōu)選方式，所述風流熱沉組件6由一個風流熱沉構成，該風流熱沉設有腔體，該腔體設有一入口和一出口，所述激光頭I和激光泵浦裝置2均位于該風流熱沉之上。作為另一種優(yōu)選方式，所述風流熱沉組件6包括有兩個風流熱沉，每個風流熱沉上均設有至少一個第三溫度傳感器60，每個風流熱沉均設有腔體，每個腔體均設有入口和出口，所述激光頭I和激光泵浦裝置2分別位于兩個風流熱沉之上，兩個風流熱沉相互并聯(lián)或者依次串聯(lián)之后構成風流熱沉組件6。作為再一種優(yōu)選方式，所述風流熱沉組件6包括有多個風流熱沉，每個風流熱沉上均設有至少一個第三溫度傳感器60，每個風流熱沉均設有腔體，每個腔體均設有入口和出口，所述激光頭I和激光泵浦裝置2分別位于不同風流熱沉之上，多個風流熱沉之間為并聯(lián)或者串聯(lián)，或者并聯(lián)與串聯(lián)混合的聯(lián)接方式。為了更好地闡述風源裝置5的組成結構，本發(fā)明提出如下兩個實施例:實施例1:結合圖1、圖3、圖4及圖5所示，所述風源裝置5為熱泵型空調，其包括有一第一熱交換器52、一第二熱交換器53、一電磁四通換向閥54、一壓縮機55及一毛細管56，所述毛細管56連接于第一熱交換器52的液體接口和第二熱交換器53的液體接口之間，第一熱交換器52的氣體接口與電磁四通換向閥54的室內接口相連，第二熱交換器53的氣體接口與電磁四通換向閥54的室外接口相連，壓縮機55連接于電磁四通換向閥54的高壓接口和低壓接口之間，所述第一熱交換器52所產(chǎn)生的冷風或者熱風通過出風口 51輸出。所述電磁四通換向閥54和壓縮機55分別連接于風源驅動模塊50，所述風源驅動模塊50執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元9的控制指令而驅動壓縮機55運轉，以及發(fā)送換向指令至電磁四通換向閥54。其中，當風源裝置5需要輸出冷風時，風源驅動模塊50驅動壓縮機55上電運轉，同時向電磁四通換向閥54發(fā)出換向指令，使得第一熱交換器52產(chǎn)生的低壓低溫氣流依次通過電磁四通換向閥54和壓縮機55而傳輸至第二熱交換器53，此時，第二熱交換器53為冷凝器，第一熱交換器52為蒸發(fā)器且其所產(chǎn)生的冷風通過出風口 51而傳輸至風流熱沉組件6 ;當風源裝置5需要輸出熱風時，風源驅動模塊50驅動壓縮機55上電運轉，同時向電磁四通換向閥54發(fā)出換向指令，使得第二熱交換器53產(chǎn)生的高壓高溫氣流依次通過電磁四通換向閥54和壓縮機55而傳輸至第一熱交換器52，此時，第二熱交換器53為蒸發(fā)器，第一熱交換器52為冷凝器且其所產(chǎn)生的熱風通過出風口 51而傳輸至風流熱沉組件6。從而實現(xiàn)了輸出冷風或者熱風，這種結構的風源裝置5，其優(yōu)勢在于所輸出的冷風和熱風的可控性好，且制冷和制熱效率較高。實施例2:結合圖1、圖6、圖7及圖8所示，所述風源裝置5包括有一濕簾冷風機57、一風扇58及一電加熱器59 ，所述風扇58與電加熱器59所產(chǎn)生的熱風通過出風口 51輸出，或者所述濕簾冷風機57所產(chǎn)生的冷風通過出風口 51輸出。所述濕簾冷風機57、風扇58及電加熱器59分別連接于風源驅動模塊50，所述風源驅動模塊50執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元9的控制指令而驅動風扇58和電加熱器59產(chǎn)生熱風，或者驅動濕簾冷風機57產(chǎn)生冷風。 本實施例中，所述電加熱器59可以是電阻加熱器、熱電制冷器和電磁加熱器中的任意一種或幾種的組合，但是在本發(fā)明的其他實施例中，所述電加熱器59還可以是其他類型的加熱裝置。其中，當風源裝置5需要輸出冷風時，風源驅動模塊50發(fā)出控制信號以令電加熱器59和風扇58呈關閉狀態(tài)，同時令濕簾冷風機57上電工作，并按控制指令輸出預設強度和預設溫度的冷風，使得冷風通過出風口 51而傳輸至風流熱沉組件6。當風源裝置5需要輸出熱風時，風源驅動模塊50發(fā)出控制信號以令濕簾冷風機57呈關閉狀態(tài)，同時令電加熱器59和風扇58上電工作，電加熱器59產(chǎn)生熱量，風扇58產(chǎn)生的風將熱量通過出風口 51而輸出至風流熱沉組件6，實際應用中，可通過控制風扇58的轉速或者電加熱器59的溫度而進一步調節(jié)風源裝置5輸出的熱風的溫度。這種結構的風源裝置5，其優(yōu)勢在于結構簡單、成本低廉，易于批量化生產(chǎn)。應當說明的是，上述兩個實施例只是本發(fā)明的較佳的實施例，并不用于限制本發(fā)明，在本發(fā)明的其他實施例中，所述風源裝置5還可以是其他可輸出冷風和熱風的裝置。如圖1所示，所述第一熱電制冷器3與風流熱沉組件6之間設有一第一過渡熱沉7，所述第一熱電制冷器3通過導熱膜或者導熱硅膠與第一過渡熱沉7貼合，所述第一過渡熱沉7通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件6貼合。所述第二熱電制冷器4與風流熱沉組件6之間設有一第二過渡熱沉8，所述第二熱電制冷器4通過導熱膜或者導熱硅膠與第二過渡熱沉8貼合，所述第二過渡熱沉8通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件6貼合。所述激光泵浦裝置2上設有一第三過渡熱沉21，所述第二溫度傳感器20固定于第三過渡熱沉21上，所述第三過渡熱沉21與第二熱電制冷器4之間通過導熱膜或者導熱硅膠貼合。所述風流熱沉組件6的腔體內設有多個散熱片63，通過散熱片63能夠進一步加強風流熱沉組件6和腔體內熱風或者冷風的熱交換能力，使得熱量能夠有效傳導。為了更好地將本發(fā)明與實際應用相結合，本發(fā)明還公開一種用于激光器的風流雙致恒溫方法，結合圖1及圖2所示，該方法包括如下步驟:步驟S100，整機上電，第一溫度傳感器10、第二溫度傳感器20和第三溫度傳感器60開始采集溫度數(shù)據(jù)；步驟S101，數(shù)據(jù)處理單元9分別對第一溫度傳感器10和第二溫度傳感器20所采集的溫度數(shù)據(jù)進行處理，得到激光頭I和激光泵浦裝置2所反映的溫度，并判斷，若二者的溫度過低，則執(zhí)行步驟S102，若二者的溫度過高，則執(zhí)行步驟S103 ；步驟S102，風源裝置5輸出熱風，同時第一制冷器驅動模塊30和第二制冷器驅動模塊40分別調節(jié)流過第一熱電制冷器3和第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向，以令高溫熱能傳遞至激光頭I和激光泵浦裝置2，低溫熱能傳遞至風流熱沉組件6，直至激光頭I和激光泵浦裝置2的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ；步驟S103，風源裝置5輸出冷風，同時 第一制冷器驅動模塊30和第二制冷器驅動模塊40分別調節(jié)流過第一熱電制冷器3和第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向，以令低溫熱能傳遞至激光頭I和激光泵浦裝置2，高溫熱能傳遞至風流熱沉組件6，直至激光頭I和激光泵浦裝置2的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ；步驟S104，所述數(shù)據(jù)處理單元9通過第一溫度傳感器10而實時監(jiān)控激光頭I上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第一熱電制冷器3的電流大小和電流方向而對激光頭I的溫度進行微調，且將激光頭I的溫度鎖定在預設溫度值，同時，所述數(shù)據(jù)處理單元9通過第二溫度傳感器20而實時監(jiān)控激光泵浦裝置2上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第二熱電制冷器4的電流大小和電流方向而對激光泵浦裝置2的溫度進行微調，且將激光泵浦裝置2的溫度鎖定在預設溫度值。本發(fā)明公開的風流雙致恒溫激光器及其恒溫方法中，通過風源裝置5和風流熱沉組件6的共同作用，實現(xiàn)了對激光頭I和激光泵浦裝置2的快速溫度調諧，令其具有較大的溫度控制能力，其中，由于風流熱沉組件6的溫度是可控的，且該溫度在數(shù)據(jù)處理單元9的控制下可以是高溫也可以是低溫，所以實現(xiàn)了冷風或者熱風的雙致溫度調諧，在此應當說明的是，本發(fā)明技術方案中所提到的高溫和低溫，均相對于被控對象的溫度而言，該高溫和低溫只是為了更加明了地闡述本發(fā)明的技術方案。在風源裝置5和風流熱沉組件6的快速溫度調諧基礎之上，再結合·熱電制冷器進一步對激光頭I和激光泵浦裝置2的溫度進行高精度調諧，從而實現(xiàn)了對激光器的溫度鎖定。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術而言，無需高精度水箱即能實現(xiàn)溫度調諧，避免了水垢對熱量傳導所造成的影響，從而提高了激光器的溫控能力和溫控精度，同時還降低了產(chǎn)品成本，此外，在兩個熱電制冷器、風源裝置5和風流熱沉組件6的共同作用下，解決了當工作環(huán)境溫度過高或者過低時，激光器難以開機的問題，使得激光器能夠順利進入工作狀態(tài)。綜合上述幾點可以看出，本發(fā)明在激光器溫度控制技術領域取得了較大的進步，適合在本領域內推廣應用，并具有廣闊的市場前景。以上所述只是本發(fā)明較佳的實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的技術范圍內所做的修改、等同替換或者改進等，均應包含在本發(fā)明所保護的范圍內。
權利要求
1.一種風流雙致恒溫激光器，該激光器包括有一激光頭(I)及一激光泵浦裝置(2)，所述激光泵浦裝置(2)發(fā)出的激光傳輸至激光頭(I)，其特征在于，所述激光器還包括有至少一個第一熱電制冷器(3)、至少一個第二熱電制冷器(4)、一風源裝置(5)、一風流熱沉組件(6)及一數(shù)據(jù)處理單元(9)，所述第一熱電制冷器(3)設于激光頭(I)和風流熱沉組件(6)之間，所述第二熱電制冷器(4)設于激光泵浦裝置(2)和風流熱沉組件(6)之間，所述風流熱沉組件(6 )內設有腔體，該腔體設有一入口( 61)及一出口( 62 )，所述風源裝置(5 )用于輸出冷風或者熱風，且其出風口(51)與風流熱沉組件(6)的入口(61)相連，其中: 所述數(shù)據(jù)處理單元(9)用于對其輸入的電信號進行處理，并根據(jù)處理結果發(fā)出控制指令; 所述激光頭(I)上設有至少一個第一溫度傳感器(10 )，所述激光泵浦裝置(2 )上設有至少一個第二溫度傳感器(20)，所述風流熱沉組件(6)上設有至少一個第三溫度傳感器(60),所述第一溫度傳感器(10)、第二溫度傳感器(20)和第三溫度傳感器(60)分別用于將其所采集的溫度數(shù)據(jù)轉換為電信號并傳輸至數(shù)據(jù)處理單元(9); 所述數(shù)據(jù)處理單元(9)和第一熱電制冷器(3)之間連接有一第一制冷器驅動模塊 (30)，所述第一制冷器驅動模塊(30)用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元(9)的控制指令而調節(jié)流過第一熱電制冷器(3)的電流大小和電流方向； 所述數(shù)據(jù)處理單元(9)和第二熱電制冷器(4)之間連接有一第二制冷器驅動模塊(40)，所述第二制冷器驅動模塊(40)用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元(9)的控制指令而調節(jié)流過第二熱電制冷器(4)的電流大小和電流方向； 所述數(shù)據(jù)處理單元(9)和風源裝置(5)之間連接有一風源驅動模塊(50)，所述風源驅動模塊(50)用于執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元(9)的控制指令而驅動風源裝置(5)輸出冷風或者熱風。
2.如權利要求1所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述風源裝置(5)為熱泵型空調，其包括有一第一熱交換器(52)、一第二熱交換器(53)、一電磁四通換向閥(54)、一壓縮機(55)及一毛細管(56)，所述毛細管(56)連接于第一熱交換器(52)的液體接口和第二熱交換器(53)的液體接口之間，第一熱交換器(52)的氣體接口與電磁四通換向閥(54)的室內接口相連，第二熱交換器(53)的氣體接口與電磁四通換向閥(54)的室外接口相連，壓縮機(55)連接于電磁四通換向閥(54)的高壓接口和低壓接口之間，所述第一熱交換器(52)所產(chǎn)生的冷風或者熱風通過出風口(51)輸出。
3.如權利要求2所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述電磁四通換向閥(54)和壓縮機(55)分別連接于風源驅動模塊(50)，所述風源驅動模塊(50)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元(9)的控制指令而驅動壓縮機(55)運轉，以及發(fā)送換向指令至電磁四通換向閥(54)。
4.如權利要求1所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述風源裝置(5)包括有一濕簾冷風機(57)、一風扇(58)及一電加熱器(59),所述風扇(58)與電加熱器(59)所產(chǎn)生的熱風通過出風口(51)輸出，或者所述濕簾冷風機(57)所產(chǎn)生的冷風通過出風口(51)輸出。
5.如權利要求4所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述濕簾冷風機(57)、風扇(58)及電加熱器(59)分別連接于風源驅動模塊(50)，所述風源驅動模塊(50)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理單元(9)的控制指令而驅動風扇(58)和電加熱器(59)產(chǎn)生熱風，或者驅動濕簾冷風機(57)產(chǎn)生冷風。
6.如權利要求1所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述第一熱電制冷器(3)與風流熱沉組件(6 )之間設有一第一過渡熱沉(7 )，所述第一熱電制冷器(3 )通過導熱膜或者導熱硅膠與第一過渡熱沉(7)貼合，所述第一過渡熱沉(7)通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件(6)貼合； 所述第二熱電制冷器(4)與風流熱沉組件(6)之間設有一第二過渡熱沉(8)，所述第二熱電制冷器(4 )通過導熱膜或者導熱硅膠與第二過渡熱沉(8 )貼合，所述第二過渡熱沉(8 )通過導熱膜或者導熱硅膠與風流熱沉組件(6)貼合； 所述激光泵浦裝置(2)上設有一第三過渡熱沉(21)，所述第二溫度傳感器(20)固定于第三過渡熱沉(21)上，所述第三過渡熱沉(21)與第二熱電制冷器(4)之間通過導熱膜或者導熱娃膠貼合。
7.如權利要求1所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述風流熱沉組件(6)由一個風流熱沉構成，該風流熱沉設有腔體，該腔體設有一入口和一出口，所述激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)均位于該風流熱沉之上。
8.如權利要求1所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述風流熱沉組件(6)包括有至少兩個風流熱沉，每個風流熱沉上均設有至少一個第三溫度傳感器(60)，每個風流熱沉均設有腔體，每個腔體均設有入口和出口，所述激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)分別位于不同風流熱沉之上，所述風流熱沉之間為并聯(lián)或者串聯(lián)，或者并聯(lián)與串聯(lián)混合的聯(lián)接方式。
9.如權利要求1至8任一所述的風流雙致恒溫激光器，其特征在于，所述風流熱沉組件(6)的腔體內設有多個散熱片(63)。
10.一種用于激光器的風流雙致恒溫方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟S100，整機上電，第一溫度傳感器(10)、第二溫度傳感器(20)和第三溫度傳感器(60)開始采集溫度數(shù)據(jù)； 步驟S101，數(shù)據(jù)處理單元(9)分別對第一溫度傳感器(10)和第二溫度傳感器(20)所采集的溫度數(shù)據(jù)進行處理，得到激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)所反映的溫度，并判斷，若二者的溫度過低，則執(zhí)行步驟S102，若二者的溫度過高，則執(zhí)行步驟S103 ； 步驟S102，風源裝置(5)輸出熱風，同時第一制冷器驅動模塊(30)和第二制冷器驅動模塊(40)分別調節(jié)流過第一熱電制冷器(3)和第二熱電制冷器(4)的電流大小和電流方向，以令高溫熱能傳遞至激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)，低溫熱能傳遞至風流熱沉組件(6)，直至激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ； 步驟S103，風源裝置(5)輸出冷風，同時第一制冷器驅動模塊(30)和第二制冷器驅動模塊(40)分別調節(jié)流過第一熱電制冷器(3)和第二熱電制冷器(4)的電流大小和電流方向，以令低溫熱能傳遞至激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)，高溫熱能傳遞至風流熱沉組件(6)，直至激光頭(I)和激光泵浦裝置(2)的溫度達到開機溫度，之后執(zhí)行步驟S104 ； 步驟S104，所述數(shù)據(jù)處理單元(9)通過第一溫度傳感器(10)而實時監(jiān)控激光頭(I)上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第一熱電制冷器(3)的電流大小和電流方向而對激光頭(O的溫度進行微調，且將激光頭(I)的溫度鎖定在預設溫度值，同時，所述數(shù)據(jù)處理單元(9)通過第二溫度傳感器(20)而實時監(jiān)控激光泵浦裝置(2)上所反映的溫度，并通過調節(jié)流過第二熱電制冷器(4)的電流大小和電流方向而對激光泵浦裝 置(2)的溫度進行微調，且將激光泵浦裝置(2)的 溫度鎖定在預設溫度值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種風流雙致恒溫激光器，該激光器包括有一激光頭及一激光泵浦裝置，激光泵浦裝置發(fā)出的激光傳輸至激光頭，該激光器還包括有至少一個第一熱電制冷器、至少一個第二熱電制冷器、一風源裝置、一風流熱沉組件及一數(shù)據(jù)處理單元。其中，通過風源裝置和風源熱沉的共同作用，實現(xiàn)了對激光頭和激光泵浦裝置的快速調諧，令其具有較大的溫度控制能力，再結合熱電制冷器進一步對激光頭和激光泵浦裝置的溫度進行高精度調諧，從而實現(xiàn)了對激光器的溫度鎖定，不僅提高了激光器的溫控能力和溫控精度，還降低了產(chǎn)品成本。
文檔編號H01S5/024GK103227411SQ20131013796
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者趙曉杰, 張立國 申請人:深圳英諾激光科技有限公司, 常州英諾激光科技有限公司