基于双tec的低漂移激光器温控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光器温控领域，具体涉及基于双TEC的低漂移激光器温控装置。适用于光通信领域的温控装置。
【背景技术】
[0002]半导体激光器具有单色性好、相干性好、方向性好、体积小、重量轻、转换效率高、耗电量小等特点，在国防、通信、工业等领域得到了越来越多的应用。可调谐半导体激光器。因其波长可调谐的特点而得到了广泛的应用，为了提高技术指标和可靠性，光通信行业的CATV (有线电视)信号传输多采用了带制冷的碟形DFB (分布式反馈)激光器。这种蝶形激光器制造工艺复杂、成品率低、生产成本高，造成的后果是光通信设备成本居高不下。同轴封装的无制冷DFB激光器虽然成本较低，但工作时性能不稳定。，该激光器对工作条件的要求非常苛刻，温度的变化会影响其发射波长、输出功率等参数，从而对测试结果产生严重影响。
[0003](I)温度对波长的影响。半导体激光器在工作电流恒定的情况下，温度每升高IV，激光波长将增加0.1-0.3nm。在气体探测领域，每种气体分子有固有的吸收光谱，只有半导体激光器的波长准确地调谐在被测气体的吸收峰时，光通过气体才会产生吸收，通过分析光强信息，才能够探测气体的浓度，波长稍微偏移就会严重影响测量的结果，所以必须稳定激光器的输出波长；
[0004](2)温度对输出功率、寿命的影响。温度升高会造成激光器阈值电流增大，从而使输出功率下降，减少使用寿命。
[0005]由此可见，对半导体激光器的温度进行控制是很有必要的，基于此，一般的激光器内部都集成了热敏电阻和热电制冷器。对激光器内部集成的热电制冷器进行加热或制冷来控制激光器的温度。这种控制方式，在激光器工作环境温度范围较宽的情况下，控制的效果很不理想。而另一种控制方式是采用市面上销售的激光二极管温度控制器进行控制，这种方式虽然效果较好，但是体积大、价格昂贵，性价比较低。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供基于双TEC的低漂移激光器温控装置。
[0007]本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现:
[0008]基于双TEC的低漂移激光器温控装置，包括同轴激光器，还包括通过安装螺栓连接的恒温控制腔上腔体和恒温控制腔下腔体，恒温控制腔上腔体和恒温控制腔下腔体之间设置有热沉，同轴激光器嵌入安装在热沉上，热沉上还设置有采样电阻，热沉的顶面与第一TEC的制冷面粘接，第一 TEC的加热面与恒温控制腔上腔体粘接，热沉的底面与第二 TEC的制冷面粘接，第二 TEC的加热面与恒温控制腔下腔体粘接。
[0009]如上所述的采样电阻包括采样电阻Rl和采样电阻R2，采样电阻Rl和采样电阻R2嵌入安装在热沉上。
[0010]如上所述的同轴激光器与设置在印制板上的激光器接口连接，第一 TEC和第二TEC分别与设置在印制板上的TEC驱动模块连接，采样电阻Rl和采样电阻R2分别与设置在印制板上的温度检测模块连接。
[0011]如上所述的采样电阻Rl和采样电阻R2为负温度系数的热敏电阻。
[0012]如上所述的热沉为钨铜。
[0013]如上所述的热沉的顶面与第一 TEC的制冷面之间、第一 TEC的加热面与恒温控制腔上腔体之间、热沉的底面与第二 TEC的制冷面之间、第二 TEC的加热面与恒温控制腔下腔体之间均通过导热硅胶粘接。
[0014]如上所述的恒温控制腔下腔体与散热片固定连接。
[0015]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:
[0016]结构简单，较原先的DFB激光器降低了生产难度和成本，同时保证了同轴激光器的热稳定性。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图；
[0018]图2为本实用新型的散热片正视图；
[0019]图3为图2中A-A的截面图；
[0020]图4为图2中B-B的截面图；
[0021]图5为本实用新型的温控电路图。
[0022]图中:1-安装螺栓；2_恒温控制腔上腔体；3_第一 TEC ;4-热沉；5_第二 TEC ；6-恒温控制腔下腔体；7_散热片；8_印制板；9_采样电阻Rl ;10_同轴激光器；11-采样电阻R2。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。
[0024]图1所示，第一 TEC3、第二 TEC5分别与TEC驱动模块连接，第一 TEC和第二 TEC正负极由TEC驱动模块驱动，第一 TEC3的制冷面与热沉4顶面用导热硅胶粘接对同轴激光器10进行散热，第一 TEC3加热面与恒温控制腔上腔体2用导热硅胶连接。第二 TEC5制冷面与热沉4底面用导热硅胶粘接，第二 TEC5加热面与恒温控制腔下腔体6用导热硅胶粘接。
[0025]第一 TEC3与第二 TEC5主要控制同轴激光器热沉上下温度及恒温控制腔温度，恒温控制腔包括恒温控制腔上腔体2和恒温控制腔下腔体6，保证同轴激光器热沉温度与恒温腔体低温差，低漂移及热稳定性。
[0026]恒温控制腔上腔体2和恒温控制腔下腔体6通过安装螺栓I紧密连接，保证上下腔体良好热导性。
[0027]热沉4是采用钨铜材料加工，导热系数高，同轴激光器10和采样电阻Rl (9)、R2
(11)同时嵌入在热沉4中。
[0028]采样电阻Rl (9)、R2 (11)尽量靠近同轴激光器10管壳，保证采样精度，采样电阻Rl (9)、R2 (11)为负温度系数的热敏电阻，
[0029]散热片7与恒温控制腔下腔体6通过安装螺栓I紧密连接。
[0030]同轴激光器两只引脚与设置在印制板上的激光器接口连接，第一 TEC3、第二 TEC5与TEC驱动模块连接；采样电阻R1、R2与温度检测模块连接，TEC驱动模块和温度检测模块均设置在印制板8上。
[0031]激光器驱动模块包括TEC驱动模块和温度检测模块，TEC驱动模块分别与第一TEC3和第二 TEC5连接，用于驱动第一 TEC3和第二 TEC5，温度检测模块分别与采样电阻Rl和采样电阻R2连接，采样电阻Rl和采样电阻R2用于将温度转换成模拟信号输入到温度检测模块，
[0032]TEC驱动模块可采用MAX8521，其特征是具有精确的、独立可调的加热电流限制和冷却电流限制，以及最大TEC电压限制，内置1.5V电压基准。保证在设置点非常接近环境工作点时，控制系统不会发生振荡，仅需少量的加热或者冷却。由模拟控制信号精确地设置TEC电流。以提高光模块的可靠性。有一路模拟输出信号监测TEC电流。
[0033]本实用新型实施例提供的上述装置带来的有益效果是:调节所述激光器的工作温度；能够为同轴激光器提供稳定的工作温度环境，使输出的激光具有恒定的固定波长状态，从而保证激光器的热稳定性。
[0034]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.基于双TEC的低漂移激光器温控装置，包括同轴激光器(10)，其特征在于，还包括通过安装螺栓(I)连接的恒温控制腔上腔体(2)和恒温控制腔下腔体(6)，恒温控制腔上腔体(2)和恒温控制腔下腔体(6)之间设置有热沉(4)，同轴激光器(10)嵌入安装在热沉(4)上，热沉(4)上还设置有采样电阻，热沉(4)的顶面与第一 TEC (3)的制冷面粘接，第一 TEC (3)的加热面与恒温控制腔上腔体(2)粘接，热沉(4)的底面与第二 TEC (5)的制冷面粘接，第二 TEC (5)的加热面与恒温控制腔下腔体(6)粘接。2.根据权利要求1所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的采样电阻包括采样电阻Rl (9)和采样电阻R2 (11)，采样电阻Rl (9)和采样电阻R2 (11)嵌入安装在热沉(4)上。3.根据权利要求1所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的同轴激光器(10)与设置在印制板(8)上的激光器接口连接，第一 TEC (3)和第二 TEC (5)分别与设置在印制板(8)上的TEC驱动模块连接，采样电阻Rl (11)和采样电阻R2(9)分别与设置在印制板(8)上的温度检测模块连接。4.根据权利要求2所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的采样电阻Rl (9)和采样电阻R2 (11)为负温度系数的热敏电阻。5.根据权利要求1所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的热沉(4)为鹤铜。6.根据权利要求1所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的热沉(4)的顶面与第一 TEC (3)的制冷面之间、第一 TEC (3)的加热面与恒温控制腔上腔体(2)之间、热沉(4)的底面与第二 TEC (5)的制冷面之间、第二 TEC (5)的加热面与恒温控制腔下腔体(6)之间均通过导热硅胶粘接。7.根据权利要求1所述的基于双TEC的低漂移激光器温控装置，其特征在于，所述的恒温控制腔下腔体(6)与散热片(7)固定连接。
【专利摘要】本实用新型公开了基于双TEC的低漂移激光器温控装置，包括同轴激光器，还包括通过安装螺栓连接的恒温控制腔上腔体和恒温控制腔下腔体，恒温控制腔上腔体和恒温控制腔下腔体之间设置有热沉，同轴激光器嵌入安装在热沉上，热沉上还设置有采样电阻，热沉的顶面与第一TEC的制冷面粘接，第一TEC的加热面与恒温控制腔上腔体粘接，热沉的底面与第二TEC的制冷面粘接，第二TEC的加热面与恒温控制腔下腔体粘接。本实用新型结构简单，较原先的DFB 激光器降低了生产难度和成本，同时保证了同轴激光器的热稳定性。
【IPC分类】H01S5/024
【公开号】CN204615150
【申请号】CN201520338263
【发明人】李亮亮, 胡学秋, 耿学明, 吴银伟, 武治国, 张春萍
【申请人】武汉新烽光电科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月22日