鑫達電子設備(圖)-水冷光固機咨詢-水冷光固機詳細介紹

激光器水冷機是提供循環冷卻水為激光器進行降溫的設備。隨著激光技術的發展，激光在工業、、***等領域中***應用，半導體激光器(LD)由于具有輸出光束***、轉換***、使用壽命長等優點，逐漸成為固態激光器的一個重要種類。但是半導體激光器自身產生的熱量嚴重影響著出光波長、輸出功率等輸出特性，進而影響半導體激光器的控制精度和使用壽命，因此需要對半導體激光器的溫度變化進行嚴格控制。 本課題的以中小功率的半導體激光器的水冷機為研究對象，水冷機采用AT89S52芯片為核心控制器件，采用數字式溫度傳感器為測溫元件，利用了通過改變電流大小和方向來實現制冷和加熱的半導體致冷器作為系統執行元件，在控制原理方面，采取了模糊理論和PID控制相結合的方法，利用模糊理論對PID參數進行整定。 本主要包括以下幾個方面:，簡述了溫度對半導體激光器輸出特性的影響，介紹了國內外半導體激光器的溫度控制的研究進展狀況。***，采用模糊理論和PID控制相結合的方法，利用模糊推理對PID參數進行整定，首先，以臨界比例度法確定PID參數的初始值，其次，以實測溫度與設定溫度之間的偏差以及偏差變化作為水冷機控制器的輸入，根據PID各個參數與偏差和偏差變化之間的模糊關系實時調整PID控制中的比例系數、積分時間和微分時間。第三，分別對系統的硬件和軟件進行了設計，主要包括溫度數據的檢測和顯示、控制算法的實現和半導體制冷器的驅動等，并對系統的抗干擾問題經行了研究。第四，搭建半導體激光器水冷機的實驗平臺，對中小功率的半導體激光器進行了多次的溫度控制實驗研究。 通過實驗研究表明:本系統在10℃～40℃范圍內，水冷光固機咨詢，測量分辨率高于0.1℃，控制精度高于0.2℃，系統達到穩定的時間大約是3分鐘。本課題為中小功率半導體激光器的溫度控制提供了一個可行的解決方案。

隨著半導體激光二極管技術的重大突破，固體激光器得到強勁的發展，其應用領域不斷地擴展。其中***為重要的是用半導體激光器泵浦全固態激光器技術的發展，這是一種***、長壽命、光束質量高、穩定性好、結構緊湊小型化的***固體激光器，尤其是調Q后獲得的高峰值功率的全固態激光器，已經成為國際上競相研究的熱點。而無水冷卻的全固態激光器更是使得全固態激光器結構緊湊小型化的特點更加突出，成為了制作小型化、便攜式激光器一種有效手段。本介紹了一種實現LD泵浦高能量、窄脈寬、無水冷全固態激光器的有效方法，對國內外的同行有一定的參考意義。具體的研究內容分為以下幾個部分:1、通過分析速率方程，水冷光固機養護，推導了輸出能量、脈沖寬度、輸出鏡耦合透過率與單一無量綱的變量函數的公式，并估算了激光器的輸出能量以及脈沖寬度。然后通過諧振腔的穩定性分析，確定了腔鏡的位置放置關系。2、研究進行了振蕩級自由振蕩以及調Q特性的實驗。并在此基礎上對諧振腔的參數進行了優化實驗。分別測試了偏振片偏振透光特性、輸出鏡透過率、腔長、LD泵浦脈寬、TEC溫控精度、冷卻溫度對輸出的影響。***終使用了?7mm×100 mm、摻雜濃度為1.1±0.1at%的Nd:YAG作為增益介質，水冷光固機價格，峰值功率為15kW的LD陣列作為泵浦源，使用了T_p=99.52%T_s=0.123%的偏振片，T=75%的輸出鏡，在腔長為280mm，TEC溫控精度為0.01℃，冷卻溫度25℃，LD泵浦脈寬為200μs，重復頻率為10Hz，泵浦電流為80A的實驗條件下，得到了輸出能量350mJ脈寬為9.7ns的激光輸出。輸出的穩定性是2%，光-光轉換效率以及電-光轉換效率分別為13.3%和6.7%。激光在兩個方向的光束質量M~2分別是7.7和12.3。3、進行了放大級實驗研究。***終級放大器使用?7.5mm×134 mm、摻雜濃度為1.1±0.1at%的Nd:YAG作為增益介質，峰值功率為24kW的LD陣列作為泵浦源，在級放大運行參數為90A、200μs、10Hz時，得到了700mJ、10ns的激光放大輸出。***級放大器使用?8mm×134 mm、摻雜濃度為1.0±0.1at%的Nd:YAG作為增益介質，水冷光固機，峰值功率為24kW的LD陣列作為泵浦源，在***級放大運行參數為80A、200μs、10Hz時，***終得到了1035mJ、9.9ns的激光輸出。