机载宽温域CO_(2)激光器温控方法

作     者：赵紫云 张阔 周峰 陈飞 何洋 ZHAO Zi-yun;ZHANG Kuo;ZHOU Feng;CHEN Fei;HE Yang

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 中国人民解放军96035部队吉林吉林132101 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(No.2018YFE0203201) 国家自然科学基金项目(No.61904178) 

出 版 物：《中国光学（中英文）》 (Chinese Optics)

年 卷 期：2023年第16卷第3期

页      码：390-398页

摘      要：机载激光雷达是实现远距离大气精准监测的重要手段,CO_(2)激光器工作谱段与部分大气污染物和化学物质吸收谱一致,是大气监测激光雷达的重要光源。面向机载要求,在控制体积重量的条件下实现-40℃~55℃宽温域工作是机载CO_(2)激光器温控系统的设计难点。因此,本文提出一种以激光器性能和环境温度为设计输入,半导体热电制冷与强制风冷相结合的闭环温控方法。根据激光器、半导体热电制冷和强制风冷等的结构与传热特性,建立温控方法的有限元模型,基于此模型对激光器温控性能进行研究。对于55℃高温环境,温控系统工作25 min后,激光器温度控制在40℃;对于-40℃低温环境,温控系统在工作20 min后,激光器温度控制在25℃,满足激光器正常工作要求。根据激光器及建立的温控方法,开展高低温环境下激光器工作能力实验研究,采集实验过程中的激光器温度数据,测量高低温条件下激光输出能力。实验结果表明:实测激光器温度与有限元仿真温度数据基本吻合,两者误差小于10%;采用所提出的温控方法,激光器在高低温条件下可以正常工作,输出功率与室温条件下一致。

主 题 词：CO_(2)激光器 宽温域 半导体热电制冷 散热结构 温控方法 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.37188/CO.2022-0089

馆 藏 号：203688690...