[实用新型]大功率激光器装置

说明书

本实用新型公开了大功率激光器装置，包括：陶瓷基板，具有多个凹槽和相邻凹槽之间的多个凸块；金属层，包含多个金属图形，设置在陶瓷基板的顶面和底面上；多个激光模块，设置在陶瓷基板顶面的金属图形上且位于至少一个凹槽上方；多个TEC模块、多个PTC模块和多个NTC模块，位于每个凹槽内；温度控制系统，用于根据所述每个凹槽内各个NTC模块采集的实时温度值和目标温度值而控制各个TEC模块进行制冷和/或控制各个PTC模块进行制热。本实用新型通过陶瓷基座内的TEC和PTC共同作用来控制被控对象的温度，具有控制精度高、温度控制范围宽的优点。

技术领域

实用新型涉及激光器领域，具体涉及一种大功率激光器装置、尤其是用于该大功率激光器装置的温度控制系统。

背景技术

一般情况，许多光电器件都需要在恒定温度下或者较窄的温度范围内工作，比如二极管激光器，随着工作温度变化，激光器输出激光的波长会发生漂移(一般为0.25～0.3nm/℃)，这种漂移对于此类激光器的某些应用是不允许的，如用做固体激光器的泵浦源。因此，需要控制二极管激光器的工作温度，尤其当环境温度在-40～55℃宽范围内变化时，为激光器配置一套恒温装置是非常必要的，保证激光器无论处于什么温度环境下都能使得二极管工作温度相对恒定，使得输出激光波长稳定。

一种现有的激光器恒温系统例如为填充了冷却水的热管和金属散热翅片构成的复合散热系统，其能够快速向周围环境散热，防止激光器整体温度过高。此外，为了解决超低温(如-40℃)下提高光电器件工作温度的问题，一般在恒温盒壁装有加热用电阻丝。该方法控温效果较好，效率较高，但恒温装置体积较大，结构较为复杂，制作成本较高，且有液漏隐患。

另一种现有的激光器恒温系统例如采用半导体制冷器(下文简称TEC)，常用于空间有限和高可靠性的场合。通过控制流过TEC电流的大小来控制制冷量的输出。该TEC具有结构简单，无磨损、可靠性好、寿命长、启动快、控制灵活，精度高的特点。然而，TEC的工作温度范围较窄，无法应用于低温环境(例如低于-40℃)或高温环境(例如高于100℃)等等。

对TEC的一种改进是采用加热器例如电阻丝，围绕在激光器周围，通过电-热方式对激光器环境加热，以解决低温环境应用问题。还可以在TEC下方增设前述热管与翅片构成的金属散热系统，以解决高温环境应用问题。

然而，上述这些恒温措施仅能够对于激光器进行整体温度控制，温度控制效率和精度严重受制于激光器所沉浸的环境(例如大气温度、大气中悬浮杂质浓度等等)。另一方面，随着大功率激光器的应用越来越广泛，激光器装置内部模块之间的发热差异日益增加，而不同模块对于温度控制的精确度要求也不同，现有的温度控制系统无法满足大功率激光器装置的这些差异化需求。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，实用新型提供了一种大功率激光器装置，通过陶瓷基座内的TEC和正温度系数热敏电阻(以下简称PTC)共同作用来控制被控对象的温度，具有控制精度高、温度控制范围宽的优点。

实用新型提出了一种大功率激光器装置，包括：

陶瓷基板，具有多个凹槽和相邻凹槽之间的多个凸块；

金属层，包含多个金属图形，设置在陶瓷基板的顶面和底面上；

多个激光模块，设置在陶瓷基板顶面的金属图形上且位于至少一个凹槽上方；

多个TEC模块、多个PTC模块和多个NTC模块，位于每个凹槽内；

温度控制系统，用于根据所述每个凹槽内各个NTC模块采集的实时温度值和目标温度值而控制各个TEC模块进行制冷和/或控制各个PTC模块进行制热。

其中，所述陶瓷基板包括AlN，所述金属层包括选自Cu、Al、Ag、Au、Pt、Mo、W的至少一种金属、所述金属的导电氮化物或所述金属导电氧化物。