[实用新型]一种半导体激光器的温控结构以及固体激光器

说明书

本实用新型提供一种半导体激光器的温控结构，包括用于为半导体激光器供电的驱动电源，以及用于对半导体激光器进行温度控制的TEC；驱动电源被设置为低温下在半导体激光器达到预设温度前提供小于其阈值电流的持续启动电流以及在半导体激光器达到预设温度后切换为大于其阈值电流的工作电流；TEC被设置为自驱动电源向半导体激光器供电起开始工作，用于半导体激光器的控温。本实用新型的半导体激光器系统可以实现低温环境下的正常工作；在维持原有输出特性的前提下，降低了对TEC本身功率能力和体积以及TEC温控器功率的要求，大大加快了半导体激光器的启动时间。

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器领域，尤其涉及半导体激光器的温度控制结构以及以半导体激光器为泵浦源的固体激光器。

背景技术

目前的被动调Q固体激光器模块，通常采用半导体制冷器（TEC）对半导体激光器LD进行控温，TEC对LD进行控温在特定的温度，使得LD的输出波长固定在一个特定的值，实现与激光晶体吸收光谱的匹配，以实现高效的泵浦。然而在一些环境严苛的应用中（比如激光雷达），LD需要工作于较宽的高低温温度范围内，例如-40℃~80℃。当LD工作于很低的环境温度时，在固体激光器启动阶段，TEC要将LD快速升温到目标温度，才能实现泵浦波长与激光晶体的匹配，从而实现固体激光器的正常输出。一般而言，需要从供电启动到激光输出之间的间隔时间尽可能的短，但在在环境温度与LD开启所需要的目标温度之间相差较大的情况下，单单依靠TEC去对LD进行升温往往需要较长的时间，为了缩短这段时间，常采用的方法是增大TEC能力（包括单元数和密度）和TEC驱动电源的功率；这种方法会增加系统的体积和功率，导致系统体积和成本增加。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种半导体激光器温控结构，不但实现了低温下的LD快速升温至工作温度，而且保证了半导体激光器系统的波长稳定输出。

本实用新型的技术方案如下：

一种半导体激光器的温控结构，包括用于为半导体激光器供电的驱动电源，以及用于对半导体激光器进行温度控制的TEC；

所述驱动电源被设置为低温下在半导体激光器达到预设温度前提供小于其阈值电流的持续启动电流以及在半导体激光器达到预设温度后切换为大于其阈值电流的工作电流；

所述TEC被设置为自驱动电源向半导体激光器供电起开始工作，用于半导体激光器的控温。

所述启动电流为峰值小于所述阈值电流的脉冲电流，或者为直流连续输出电流。

所述持续的启动电流为小于阈值电流值的恒定值，或者启动电流的电流值为由大变小的变化值。

所述启动电流为温度的函数，随时间呈由大至小的线性变化。

所述驱动电源兼具直流偏置电流输出和脉冲电流输出，或者仅输出脉冲电流。

所述启动电流为小于其阈值电流的脉冲电流，且所述工作电流为大于其阈值电流的脉冲电流。

所述半导体激光器的温控结构还包括温度传感器，所述温度传感器设置于半导体激光器上，用于检测半导体激光器温度并反馈给驱动电源。

所述TEC被配置为按照预设算法对TEC设置动态变化的电流，以实现在半导体激光器达到预设温度前对半导体激光器进行加热以及在半导体激光器达到预设温度后进行控温使其波长输出稳定。

一种固体激光器，包括具有所述的温控结构的半导体激光器，以及设置于半导体激光器出光方向上的激光晶体；所述半导体激光器设置于TEC上。

所述半导体激光器和TEC之间设置有热沉。