CN216899327U - 温度检测模块及半导体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度检测模块及半导体激光器，其中温度检测模块包括发热元件和温度检测电路，温度检测电路包括温度检测元件和定值元件，温度检测元件可检测发热元件的温度并转化为对应的电流值、电压值或电阻值，定值元件与温度检测元件电连接。本实用新型通过使温度检测元件连接对应的定值元件，当发热元件处于最佳工作温度时，可以调整温度检测电路整体的电流、电阻或电压等检测值，使其与外部控制电路的默认检测值相同，无需改变温度检测元件的型号，也无需改动外部控制电路的默认检测值，即可确认发热元件是否处于最佳工作温度，进而进行相应的温度调节，避免增加用户的物料、人力与时间成本。

Description

温度检测模块及半导体激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及一种温度检测模块及半导体激光器。

背景技术

半导体激光器通过激光芯片发射激光，当激光芯片的温度变化时，激光芯片的出光光谱也会出现相应变化。因此，可通过温度传感器，如热敏电阻检测激光芯片的温度，并由外部电路或软件根据温度检测值对应调整制冷器的电流，达到控制激光芯片温度的目的，使激光芯片达到最佳的出光光谱。

当后端系统连接不同的半导体激光器时，后端系统需对每一个激光器内激光芯片的温度进行单独调节，使每个激光芯片出光光谱达到最佳效果。由于不同激光芯片的最佳出光光谱存在差异，即不同激光芯片的最佳工作温度不同，温度传感器对应的最佳温度检测值也不相同，后端系统需要针对每一个激光器芯片采用不同的调节方式，增加了后端系统的物料、人力与时间成本。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本申请提供一种温度检测模块及半导体激光器，可以调整自身的最佳温度检测值，使其与后端系统默认的最佳温度检测值相等。

本实施例采取了以下技术方案：

一种温度检测模块，包括：

发热元件；

温度检测电路，包括温度检测元件和定值元件，所述温度检测元件设置在所述发热元件的发热端，可将检测的温度转化为对应的电流值、电压值或电阻值，所述定值元件与所述温度检测元件电连接。

进一步的，在所述温度检测模块中，所述温度检测元件为热敏电阻，所述定值元件为定值电阻，所述热敏电阻与所述定值电阻串联或并联。

一种半导体激光器，包括上述的温度检测模块，所述发热元件为激光芯片。

进一步的，在半导体激光器中，所述温度检测元件为热敏电阻，所述定值元件为定值电阻，所述热敏电阻与所述定值电阻串联或并联。

进一步的，在半导体激光器中，还包括导热板，所述激光芯片、所述热敏电阻和所述定值电阻集成于所述导热板上。

进一步的，在半导体激光器中，所述激光芯片、所述热敏电阻和所述定值电阻通过锡焊固定在所述导热板上。

进一步的，在半导体激光器中，所述导热板为陶瓷导热板。

进一步的，在半导体激光器中，还包括热电制冷器，所述导热板设置于所述热电制冷器的调节端。

进一步的，在半导体激光器中，还包括管壳，所述激光芯片、所述热敏电阻、所述定值电阻、所述导热板和所述热电制冷器均设置在所述管壳内。

进一步的，在半导体激光器中，所述热敏电阻为温度25摄氏度时阻值1千欧姆的热敏电阻。

相较于现有技术，本申请提供的一种温度检测模块及半导体激光器，通过使温度检测元件连接对应的定值元件，当发热元件处于最佳工作温度时，可以调整温度检测电路整体的电流、电阻或电压等检测值，使其与外部控制电路的默认检测值相同，无需改变温度检测元件的型号，也无需改动外部控制电路的默认检测值，即可确认发热元件是否处于最佳工作温度，进而进行相应的温度调节，避免增加用户的物料、人力与时间成本。

附图说明

图1为本申请提供的温度检测模块的原理框图。

图2为本申请提供的半导体激光器中具体实施例的结构示意图。

图3为本申请提供的激光器控制系统的原理框图。

其中，100、半导体激光器；110、发热元件；120、温度检测电路；121、温度检测元件；122、定值元件；130、温度调节元件；140、导热板；150、管壳；200、控制模块；300、采样电路。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

需要说明的是，当元结构被称为“固定于”或“设置于”另一个元结构，它可以直接在另一个元结构上或者间接在该另一个元结构上。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

本申请提供一种温度检测模块，请参阅图1，温度检测模块包括发热元件110和温度检测电路120，发热元件110在使用过程中会产生热量，温度检测电路120用于检测发热元件110的温度，并可将温度检测值反馈给外部的控制电路或软件。

温度检测电路120包括温度检测元件121和定值元件122，温度检测元件121设置在发热元件110的发热端，可将检测的温度转化为对应的检测值，如电流值、电压值或电阻值，定值元件122与温度检测元件121电连接。

发热元件110的发热端是指可感应到发热元件110温度的位置，温度检测元件121设置在对应位置后，可以随发热元件110的温度变化产生对应的电流值变化、电压值变化或者电阻值变化，并通过该变化值反推出发热元件110的发热温度。

定值元件122的作用是提供一个稳定的电流值或电压值或电阻值，一般不随发热元件110的温度变化而产生变化（或者只产生微小变化）。通过定值元件122与温度检测元件121电连接，可以改变温度检测电路120整体的电流值、电压值或电阻值。

例如，温度检测元件121通过阻值变化反映发热元件110的温度变化，如热敏电阻，定值元件122为具有一定阻值的元件，如定值电阻，外部控制电路或者软件默认发热元件110在最佳工作温度下，温度检测电路120反馈的阻值为A。但是，实际上发热元件110在最佳工作温度下，温度检测元件121的阻值为a。此时，通过并联或串联的方式增加一个定值电阻b，可使a+b=A，或者1/a+1/b=1/A，保证温度检测电路120在发热元件110最佳温度下测得的阻值，与外部控制电路或者软件默认的阻值相等。

因此，本申请提供的温度检测模块，通过使温度检测元件121连接对应的定值元件122，当发热元件110处于最佳工作温度时，可使温度检测电路120整体的电流、电阻或电压等检测值与外部控制电路的默认检测值相同，无需改变温度检测元件121的型号，也无需改动外部控制电路的默认检测值，即可确认发热元件110是否处于最佳工作温度，进而进行相应的温度调节，避免增加用户的物料、人力与时间成本。

当然，温度检测元件121还可以通过电压或电流变化反映发热元件110的温度变化，例如采用热电偶等测温元件，本申请对此不做限定。

请参阅图2，本申请还提供一种半导体激光器100，包括上述的温度检测模块，且发热元件110为激光芯片，可通过检测激光芯片的温度并进行相应调节，使激光芯片处于最佳工作温度，达到最佳出光光谱效果。

激光芯片是一种半导体芯片，用于在供电后产生激光。在激光芯片产生激光的过程中，不同型号的激光芯片的出光光谱存在差异，即不同型号的激光芯片存在不同的最佳工作温度。

若不同型号的激光芯片均采用多个同一规格的温度检测元件121进行检测，则在每个激光芯片最佳工作温度下测得的检测值不同，外部控制电路或软件需要进行相应调整，进而分别判断每个温度检测元件121的检测值是否等于对应激光芯片在最佳工作温度下的检测值。

或者，不同型号的激光芯片采用不同规格的温度检测元件121进行检测，使得每个激光芯片最佳工作温度下测得的检测值相同，此时无需改变外部控制电路或软件中的默认检测值。但是，这会增加温度检测元件121的采购成本，进而增加半导体激光器100的生产成本。

因此，本申请在温度检测电路120中，通过温度检测元件121电连接定值元件122，在激光芯片最佳工作温度下，使温度检测电路120整体的检测值为统一的默认检测值，同时外部控制电路对温度检测电路120整体进行采样，并判断温度检测电路120整体的检测值是否与默认检测值相同，即可确认不同的激光芯片是否都处于最佳工作温度。而且在半导体激光器100出厂前即可完成对应设置，从而无需在半导体激光器100出厂后改动外部控制电路或软件，避免增加用户的物料、人力与时间成本。

在一些实施例中，温度检测元件121可选为热敏电阻、电阻温度探测器等阻值随着温度变化的元件，定值元件122可选用具有一定阻值的导体，如定值电阻。例如，将热敏电阻和调节电阻进行串联或并联，改变温度检测电路120整体的阻值。

半导体激光器100还可包括温度调节元件130，例如，热电制冷器(TEC)。热电制冷器是由许多微小而有效的热泵组成的半导体器件。通过施加一个低压直流电源，热量将从TEC的一面转移到另一面，从而产生TEC一面变热另一面变冷的现象。

热电制冷器工作时无振动噪音，且尺寸灵活，通过调节热电制冷器的工作电压和电流大小，即可实现冷量及温度的连续、精密的控制；同时只需调整电流方向即可实现冷却和加热两种模式的转换。通过将激光芯片装在热电制冷器的温度调节端，可以对激光芯片的温度进行调节。

在一些实施例中，后端应用场景的控制电路默认激光芯片的最佳工作温度为25℃，此时热敏电阻的阻值为1KΩ。当控制电路获取到热敏电阻的阻值大于或小于1KΩ时，控制电路会即时调节温度调节元件130的电流进行控温，使热敏电阻的阻值保持为1KΩ。

本申请可根据实际测试中，激光芯片在最佳光谱状态下的温度值，以及在该温度下的热敏电阻阻值，通过将定值电阻串联或并联到热敏电阻上，使后端控制电路在该最佳光谱温度下读取温度检测组件的整体阻值为默认阻值。

例如，当激光芯片的最佳工作温度并非25℃时而为30℃时，此时热敏电阻的阻值为2KΩ，此时控制电路需要通过判断热敏电阻的阻值是否等于2KΩ，来确认激光芯片是否处于最佳工作温度。

此时，控制电路无法以默认的热敏电阻默认阻值1KΩ进行温度调节，但是通过并联一个2KΩ的定值电阻，可以使控制电路在30℃下，获取到温度检测电路120整体的阻值为1KΩ。

因此后端控制电路控制采用不同激光芯片的半导体激光器100时，无需改动调节规则，按照温度检测电路120在最佳工作温度下的默认阻值1KΩ进行调节，即可确保各半导体激光器100处于最佳出光光谱。

并且，不同的半导体激光器100中可以采用相同规格的热敏电阻，无需专门购买或定制不同类型的热敏电阻，有效地降低了采购成本。

在一些实施例中，半导体激光器100还可包括导热板140，发热元件110（激光芯片）、温度检测元件121（热敏电阻）和定值元件122（定值电阻）集成于导热板140上，且导热板140设置在温度调节元件130（热电制冷器）的调节端。

导热板140可以承载各个元器件，同时起到导电散热的作用，可将温度调节元件130的热量传递给激光芯片。导热板140优选为陶瓷导热板，表面镀金轨导电，其具有优良的散热性、加工性能好等特点。

并且，激光芯片、热敏电阻和调节电阻可通过锡焊的方式固定在导热板140上，不仅实现紧固连接，而且不影响导热板140与各元件之间的散热及导电。

在一些实施例中，半导体激光器100还包括管壳150，激光芯片、温度检测元件121、定值元件122和温度调节元件130均设置在管壳150内。管壳150能够起到防护的作用，同时形成封闭空间，使温度检测元件121的温度检测更加准确。

请参阅图3，本申请还提供一种温度控制系统，包括上述的半导体激光器100，还包括控制模块200和采样电路300，采样电路300连接温度检测电路120，控制模块200分别连接激光芯片、温度调节模块和采样电路300。

采样电路300用于采样温度检测模块整体的阻值、电流值或电压值，例如通过设置采样电阻实现采样。控制模块200可以给激光芯片供电，并根据采用电路的采样结果，控制温度调节元件130对激光芯片进行温度调节。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本申请的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本申请所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种温度检测模块，其特征在于，包括：

发热元件；

温度检测电路，包括温度检测元件和定值元件，所述温度检测元件设置在所述发热元件的发热端，可将检测的温度转化为对应的电流值、电压值或电阻值，所述定值元件与所述温度检测元件电连接。

2.根据权利要求1所述的温度检测模块，其特征在于，所述温度检测元件为热敏电阻，所述定值元件为定值电阻，所述热敏电阻与所述定值电阻串联或并联。

3.一种半导体激光器，其特征在于，包括如权利要求1所述的温度检测模块，所述发热元件为激光芯片。

4.根据权利要求3所述的半导体激光器，其特征在于，所述温度检测元件为热敏电阻，所述定值元件为定值电阻，所述热敏电阻与所述定值电阻串联或并联。

5.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，还包括导热板，所述激光芯片、所述热敏电阻和所述定值电阻集成于所述导热板上。

6.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述激光芯片、所述热敏电阻和所述定值电阻通过锡焊固定在所述导热板上。

7.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，所述导热板为陶瓷导热板。

8.根据权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于，还包括热电制冷器，所述导热板设置于所述热电制冷器的调节端。

9.根据权利要求8所述的半导体激光器，其特征在于，还包括管壳，所述激光芯片、所述热敏电阻、所述定值电阻、所述导热板和所述热电制冷器均设置在所述管壳内。

10.根据权利要求4所述的半导体激光器，其特征在于，所述热敏电阻为温度25摄氏度时阻值1千欧姆的热敏电阻。

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