机载宽温域CO2激光器温控方法

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,CO2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 °C～55 °C宽温域工作是机载CO2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 °C高温环境,温控系统工作25 min后,激光器温度控制在40 °C;对于?40 °C低温环境,温控系统在工作20 min后,激光器温度控制在25 °C,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.

关键词：CO2激光器、宽温域、半导体热电制冷、散热结构、温控方法

所属期刊栏目：16

分类号：TN248.2(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：390-398