[发明专利]一种高功率激光传感器及激光功率计

权利要求书

1.一种高功率激光传感器，其特征在于，该激光传感器包含从上至下依次设置的：热电薄膜敏感单元、热电致冷单元和散热单元；

其中，所述热电薄膜敏感单元包含：倾斜(AB)_n多层膜(1)、衬底(2)、金属电极(3)和金属导线(4)；所述倾斜(AB)_n多层膜(1)设置在所述衬底(2)的上表面，其由两种不同的材料A和材料B交替堆砌而成，n为AB的周期数，所述材料A和B的熔点均高于900℃，倾斜(AB)_n多层膜的电阻小于或等于100欧姆；所述衬底(2)为高导热且绝缘的衬底；所述金属电极(3)对称且平行地设置在所述倾斜(AB)_n多层膜(1)上表面的两端；所述金属导线(4)的一端与所述金属电极(3)连接，另一端用于与信号采集系统连接；

所述热电致冷单元包含：高导热金属层(5)、导热陶瓷(6)、热电致冷模块(7)和电源线(9)；所述高导热金属层(5)设置在所述衬底(2)的下表面，所述导热陶瓷(6)设置在所述高导热金属层(5)的下表面，所述热电致冷模块(7)设置在所述导热陶瓷(6)的下表面，其由热电Peltier器件串联形成；所述热电致冷模块(7)的两端均连接有电源线(9)，电源线(9)的另一端用于与外接直流电源连接；所述高导热金属层(5)和衬底(2)交界处为热电致冷单元的冷面，所述热电致冷模块(7)和散热单元(8)交界处为热电致冷单元的热面，所述热面和冷面的温差不小于60℃；

所述散热单元(8)设置在所述热电致冷模块(7)的下表面。

2.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述倾斜(AB)_n多层膜(1)的厚度为0.1～10微米。

3.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述材料A的厚度t_A和材料B和的厚度t_B的比值p满足1≤p≤100；所述材料B选用具有导电性能的Si或Ge，其导电率c_B满足10S·cm^-1≤c≤100S·cm^-1；所述材料A的电导率c_A满足c_A10000S·cm^-1。

4.根据权利要求3所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述n为大于1的整数。

5.根据权利要求3所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述倾斜(AB)_n多层膜选用Cu/Si、Cr/Si、Cu/Ge和Cr/Ge材料中任意一种。

6.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述倾斜(AB)_n多层膜与水平方向存在一个夹角α，0°α90°。

7.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述材料A的热导率k_A和材料B的热导率k_B均大于或等于0.5W/(cm·K)。

8.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述材料A的热电系数S_A和材料B的热电系数S_B满足S_A不等于S_B，两者的差值的绝对值大于或等于5uV/K。

9.根据权利要求1所述的高功率激光传感器，其特征在于，所述衬底的材料选用AlN或Si₃N₄。

10.一种采用如权利要求1-9中任意一项所述的高功率激光传感器的激光功率计。