【摘要】：溫度對DPL激光器影響很大,溫度不穩(wěn)定使得激光器出光功率下降,輸出波長不單一,為了減弱這種影響,本文設(shè)計了DPL激光器溫控開發(fā)及性能檢測系統(tǒng)。本文通過固體傳熱模型理論,建立了溫度控制系統(tǒng)的電學(xué)(物理)和數(shù)學(xué)模型,分析了影響系統(tǒng)溫度變化的熱沉、TEC、風(fēng)扇等各組件的特征。根據(jù)理論分析,進(jìn)行了模型仿真并提出了用于不同工作條件下的控制算法,闡述了系統(tǒng)設(shè)計的軟硬件開發(fā)過程,提出了評價系統(tǒng)性能的參數(shù),同時在完成系統(tǒng)搭建后對各算法進(jìn)行了實驗驗證。系統(tǒng)硬件包括溫度傳感器、TEC驅(qū)動器、PXI主控制器等。開發(fā)了一套DPL激光器溫控開發(fā)及性能檢測系統(tǒng),系統(tǒng)實驗時完成了性能指標(biāo)。包括:系統(tǒng)工作環(huán)境溫度-40℃~+60℃,測溫精度為0.1℃,控溫精度為0.2℃,其帶載能力高于40W的熱功率,長期穩(wěn)定度小于0.1℃。
【圖文】：

激光二極管研制成功，DPL 的泵浦源問世，之后相繼經(jīng)歷了采用 LD 泵浦固益介質(zhì)制作 DPL（1964 年美國林肯實驗室成功研制第一臺 DPL 激光器），泵浦的固體激光器功率從開始的 1.4mW（1971 年 Ostermayer 完成 1064nm但功率較低）到后來的 108mW（1980 年 Allen 實現(xiàn)了較高功率輸出），直瓦量級，應(yīng)用領(lǐng)域也從開始的實驗室階段到工業(yè)加工再到現(xiàn)在的激光武器以行研究的受控核聚變發(fā)展[9-11]。上述的所有成果均證明 DPL 激光器極大地激光技術(shù)的發(fā)展，成為了激光技術(shù)研究發(fā)展的主流方向之一。鑒于 DPL 的均對其展開了方方面面的研究，其中處于領(lǐng)先地位的有美國、日本、德國、，并取得了極大的收獲。實現(xiàn)高平均功率的 DPL 激光器成為現(xiàn)代 DPL 激光的方向之一，各國投資大量人力物力財力，通過改進(jìn)熱管理模式以及使用新質(zhì)等方式來獲得激光功率的提高。這里通過圖 1.1 給出大部分中小型二極管激光器結(jié)構(gòu)圖（其輸出波長為 532nm）。

其激光波長為 2.79um，是目前該波長激光的最高功率指標(biāo)[1光器的核心技術(shù)之一是溫度控制技術(shù)。溫度控制技術(shù)在國內(nèi)外均進(jìn)取得了相應(yīng)的發(fā)展與進(jìn)步。作為控制激光器工作穩(wěn)定與否的因素，，決定性的作用。DPL 激光器溫度穩(wěn)定性可以通過其閾值電流密度與進(jìn)行表示[16]，通過式（1.1）給出，相應(yīng)的變化曲線通過圖 1.2 給出 00exprthT TJ T JT 光器溫控技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248


本文編號：2523734