[实用新型]小型化光纤激光器的制冷系统

说明书

本实用新型涉及一种小型化光纤激光器的制冷系统，变频压缩机、风冷冷凝器、过滤器、节流装置、光纤盘、半导体激光器散热器依次连接成环路；半导体激光器散热器内部设有温度传感器和两只并联的加热器，温度传感器、加热器、变频压缩机分别与半导体激光器驱动及温度控制系统驱动连接。半导体激光器驱动及温度控制系统驱动通过温度传感器实时的反馈系统温度，计算出实际温度与设定温度的温度差，根据这个温度差计算出控制量，使变频压缩机快速地将温度降至设定值附近，然后再利用加热器对系统进行精确的控温，这样就可以实现控温速度快，控温精度高，该系统缩小光纤激光器的体积。

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其是涉及一种小型化光纤激光器的制冷系统。

背景技术

目前国内均采用外接冷水机对光纤激光器进行控温，光纤激光器的结构大体分为三个部分：半导体激光器、光纤盘、电控部分，目前国内对于半导体激光器和光纤盘的控温采用冷水机控温，半导体激光安装在水冷板上，为了保证光纤盘有良好的散热性能，在光纤盘的下部通常会设计有大面积的细小水道，通过用冷水机的出水口与光纤盘和半导体激光器串联后回到冷水机的回水口进行控温。

一般的冷水机都体积大，不利于小型化，且光纤激光器的输出稳定性直接受冷水机的性能影响，这样导致光纤激光器工作受到外部辅助设备限制。决定光纤激光器所承受的功率的主要原因之一就是掺杂光纤所产生的热量怎样来有效控制和散去。

这种结构有如下缺点：

(1)、半导体激光器和光纤盘控温需要额外增加一台冷水机，使整个系统体积变得庞大，不利于小型化的场合使用。

(2)、使用水作为制冷介质对半导体激光器和光纤盘进行控温，长期工作水会对光纤盘内的细小水道造成腐蚀。

(3)、使用水作为制冷介质对半导体激光器和光纤盘进行控温，控温速度慢，系统惯性大，导致温度稳定时间变长。

(4)温度控制的精度则直接影响光纤激光器的偏振态，而偏振态的变化的则影响光纤激光器输出功率的稳定。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种小型光纤激光器制冷系统可以减小体积、提高系统可靠性、增加系统集成度的光纤激光器制冷结构。为了实现上述本实用新型的目的，本实用新型专利所采取的技术方案是：

小型化光纤激光器的制冷系统，包括：包括半导体激光器散热器，半导体激光器驱动及温度控制系统驱动，光纤盘，变频压缩机，风冷冷凝器，过滤器，节流装置，温度传感器，加热器；

变频压缩机、风冷冷凝器、过滤器、节流装置、光纤盘、半导体激光器散热器依次连接成环路；

所述的半导体激光器散热器内部设有温度传感器和两只并联的加热器，所述的温度传感器与所述的半导体激光器驱动及温度控制系统驱动的温度传感器接口连接，所述的加热器与所述的半导体激光器驱动及温度控制系统驱动的加热器接口连接；

所述的变频压缩机与所述的半导体激光器驱动及温度控制系统驱动的变频压缩机接口连接。

本实用新型还提供该小型化光纤激光器的制冷系统的控制方法，包括以下步骤：半导体激光器驱动及温度控制系统驱动通过温度传感器实时采集半导体激光器散热器温度，再利用设定温度-探测温度，计算出温差ΔT，半导体激光器驱动及温度控制系统驱动根据温差ΔT计算出压缩机最佳工作转数，使半导体激光器和光纤盘的温度快速地达到设定值附近；

然后半导体激光器驱动及温度控制系统驱动根据温差ΔT，利用PID控制算法控制加热器精确地控制半导体激光器和光纤盘工作温度工作在设定值；