CN110690644A - 一种具有稳定输出的dfb激光器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有稳定输出的DFB激光器装置，包括一个箱体，箱体中设置有DFB激光器和激光驱动电路板以及温度调节系统，激光驱动电路板固定在箱体底板上，DFB激光器固定在温度调节系统上，所述温度调节系统包括一个散热固定块，散热固定块通过隔热垫贴附在激光驱动电路板上，DFB激光器通过导热硅胶贴附固定在散热固定块上，DFB激光器的驱动输入引脚连接在激光驱动电路板上，散热固定块上端面上通过导热硅胶贴附设置有一个半导体制冷片，半导体制冷片上表面通过导热硅胶贴附有散热块，在激光驱动电路板上设置有温度控制电路，温度控制电路的温度传感器设置在散热固定块上，温度控制电路的控制输出连接半导体制冷片。

Description

一种具有稳定输出的DFB激光器装置
技术领域
本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种具有稳定输出的DFB激光器装置，是一种防止高温或低温环境工作时输出光功率衰减，以及防止驱动电流不稳定导致输出功率变化较大的DFB激光器装置。
背景技术
光纤周界入侵报警系统集成了激光、光纤通信、光纤传感，以及激光振动传感技术为一体的，新一代周界报警防御系统。在该系统中，激光器的稳定、无衰减输出，是决定光纤周界入侵报警系统正常运行的关键所在。
目前市场上的DFB激光器随外界温度的变化，其输出光功率会随之发生很大的衰减，这种衰减的发生会导致光纤周界入侵报警系统无法正常工作。而目前已有的SLED蝶形封装激光器要比DFB激光器的价格昂贵数十倍，而且SLED激光器工作温度下降到-25℃时，输出光功率也会有很大的衰减，依然不能满足光纤周界入侵报警系统在低温室外工作的条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有稳定输出的DFB激光器装置，是一种防止高温或低温环境工作时输出光功率衰减，以及防止驱动电流不稳定导致输出功率变化较大的DFB激光器装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种具有稳定输出的DFB激光器装置，包括一个箱体，箱体中设置有DFB激光器、激光驱动电路板和温度调节系统，激光驱动电路板固定在箱体底板上，DFB激光器固定在温度调节系统上，其中，所述温度调节系统包括一个散热固定块，散热固定块下端面通过一个隔热垫贴附在激光驱动电路板上，在散热固定块上设置有一个通孔，DFB激光器通过导热硅胶与通孔侧壁贴附固定在通孔中，DFB激光器的驱动输入引脚从通孔中伸出折弯90度连接在激光驱动电路板上，DFB激光器的输出通过光纤电缆引出箱体，散热固定块上端面上通过导热硅胶贴附设置有一个半导体制冷片，半导体制冷片上表面通过导热硅胶贴附有散热片，箱体盖板压在散热片上，在激光驱动电路板上设置有温度控制电路，温度控制电路的温度传感器设置在散热固定块上，温度控制电路的控制输出连接半导体制冷片。
方案进一步是：所述温度传感器通过在散热固定块上设置的盲孔设置在散热固定块上。
方案进一步是：所述半导体制冷片的制冷面紧贴散热固定块，半导体制冷片的散热面紧贴散热片。
方案进一步是：所述箱体的底板和盖板是厚度不小于5mm的铝合金板，盖板压在散热片上形成了散热片、盖板和底板的整体散热体。
方案进一步是：所述隔热垫是厚度不小于3mm的弹性胶垫。
本发明通过本发明解决了DFB激光器应用于光纤周界入侵报警系统工作时，随外界温度变化和驱动电流波动，DFB激光器功率输出不稳定变化的问题；与现有的技术有以下有点：
1. 可通过温度控制结构的主动散热、被动散热与主动加热、被动加热相结合的方式，使DFB激光器的工作温度保持在参考温度附近；
2. 通过激光驱动电路为DFB激光器提供驱动电流，使激光器输出功率稳定。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
附图说明
图1为本发明装置的结构剖面示意图；
图2为固定块结构示意图；
图3为工作环境从25℃逐步增加到70℃时，两种装输出功率变化对比图。
具体实施方式
一种具有稳定输出的DFB激光器装置，是为解决DFB激光器功率输出受温度变化不稳定的问题，而提出的一种使DFB激光器工作在恒温、恒流状态下的结构装置，如图1所示，所述具有稳定输出的DFB激光器装置包括一个箱体1，箱体是由底板101和盖板102以及四周侧板组成的封闭体，箱体中设置有三部分：分别是DFB激光器2和激光驱动电路板3以及温度调节系统，激光驱动电路板上有激光驱动电路，激光驱动电路板3通过螺丝4绝缘固定在箱体底板上，DFB激光器2固定在温度调节系统上，其中，所述温度调节系统包括一个散热固定块5，散热固定块5下端面通过一个隔热垫6绝缘贴附在激光驱动电路板3上，在散热固定块5上设置有一个通孔501，DFB激光器插入通孔501通过导热硅胶与通孔侧壁贴附固定在通孔501中，DFB激光器的驱动输入引脚201从通孔501中伸出折弯90度焊接在激光驱动电路板上与激光驱动电路连接，DFB激光器2的输出202通过AFC接头和光纤电缆引出箱体与报警主机光电转换模块7连接，散热固定块5上端面上通过导热硅胶贴附设置有一个半导体制冷片8，半导体制冷片上表面通过导热硅胶贴附有散热片9，箱体盖板102压在散热片9上，温度调节系统的温度控制电路设置在激光驱动电路板上，温度控制电路用于控制半导体制冷片8，温度控制电路的温度传感器10设置在散热固定块上，温度控制电路的控制输出连接半导体制冷片。其中：如图2所示，散热固定块5是一个梯形结构，所述温度传感器通过在散热固定块上设置的盲孔502设置在散热固定块上。
实施例中的半导体制冷片是一种已有技术，半导体制冷片具有既能制冷又能加热的两种功能，因此使用一个片就可以代替分立的加热系统和制冷系统。 半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制， 半导体制冷片包括有两个面，制冷面和制热面，本实施例使用的是型号为TEC1-03503 的半导体制冷片，是15×30mm长方形制冷片，其中：所述半导体制冷片的制冷面紧贴固定块，半导体制冷片的散热面紧贴散热片。
为了增加散热面积，在本实施例中：所述箱体的底板和盖板是厚度不小于5mm的铝合金板，盖板压在散热片上形成了散热片、盖板和底板的整体散热体。
为了接触良好，将隔热垫作为压实弹性垫，在装配完成后散热片略高出箱体内的高度约1至2mm，因此，所述隔热垫是厚度不小于3mm的弹性胶垫。
实施例中的底板和盖板分别是两个U字形铝合金板，底板的两侧凸起板的内侧设置有凹槽，盖板的两侧凸起板的外侧相应设置凸起，底板和盖板通过两侧板相插连接在一起方便安装。
在光纤周界入侵报警系统使用中，光源通电之后，通过敲击光纤周界报警系统的振动传感光缆，使光传导相位产生延迟，由相位的改变引起输出光强度的改变，经通讯光缆传回光纤周界报警主机，经过信号转化之后，光纤周界报警主机可以显示并记录实时信号。图2的两根线是从25℃逐步增加到70℃时DFB激光器的输出光功率变化图，上一根曲线是本实施例具有稳定输出的DFB激光器装置输出光功率变化，下面的一根曲线是没有温度控制的DFB激光器的输出光功率变化。
因此，本实施例激光驱动电路为DFB激光器提供驱动电流，使激光器的输出功率在外界温度不发生变化时，激光器输出的光功率稳定；所述温控电路的参考温度为25℃，当温度传感器探测到DFB激光器工作温度高于25℃时，温控电路控制热电制冷片自动制冷，降低DFB激光器工作温度，当温度低于25℃时，温控电路控制热电制冷片自动加热，提高DFB激光器工作温度。 其中，所述温度传感器采用负温度系数的热敏电阻器。

Claims (5)

1.一种具有稳定输出的DFB激光器装置，包括一个箱体，箱体中设置有DFB激光器、激光驱动电路板和温度调节系统，激光驱动电路板固定在箱体底板上，DFB激光器固定在温度调节系统上，其特征在于，所述温度调节系统包括一个散热固定块，散热固定块下端面通过一个隔热垫贴附在激光驱动电路板上，在散热固定块上设置有一个通孔，DFB激光器通过导热硅胶与通孔侧壁贴附固定在通孔中，DFB激光器的驱动输入引脚从通孔中伸出折弯90度连接在激光驱动电路板上，DFB激光器的输出通过光纤电缆引出箱体，散热固定块上端面上通过导热硅胶贴附设置有一个半导体制冷片，半导体制冷片上表面通过导热硅胶贴附有散热片，箱体盖板压在散热片上，在激光驱动电路板上设置有温度控制电路，温度控制电路的温度传感器设置在散热固定块上，温度控制电路的控制输出连接半导体制冷片。
2.根据权利要求1所述的DFB激光器装置，其特征在于，所述温度传感器通过在散热固定块上设置的盲孔设置在散热固定块上。
3.根据权利要求1所述的DFB激光器装置，其特征在于，所述半导体制冷片的制冷面紧贴散热固定块，半导体制冷片的散热面紧贴散热片。
4.根据权利要求1所述的DFB激光器装置，其特征在于，所述箱体的底板和盖板是厚度不小于5mm的铝合金板，盖板压在散热片上形成了散热片、盖板和底板的整体散热体。
5.根据权利要求1所述的DFB激光器装置，其特征在于，所述隔热垫是厚度不小于3mm的弹性胶垫。
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