激光器自發(fā)明以來受到廣泛應(yīng)用，其中以半導(dǎo)體激光器發(fā)展最為迅速。半導(dǎo)體激光器具有波長范圍寬、體積小、重量輕、可靠性好、使用壽命長、功耗低、成本低、易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因上述優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用極為廣泛，目前已開發(fā)出的應(yīng)用達(dá)300種以上，包括但不限于激光測距、激光雷達(dá)、光通訊、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)跟蹤、引燃引爆、自動控制、檢測儀器、各類信息掃描等。

除了上述優(yōu)點(diǎn)，半導(dǎo)體激光器有著一個(gè)較為突出且對部分應(yīng)用環(huán)境影響比較大的缺點(diǎn)，那就是激光器的性能容易受到環(huán)境溫度影響。總的來說，溫度對激光器參數(shù)的影響主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

一、溫度能影響激光器輸出波長。電流恒定時(shí)，溫度每升高1℃，激光器波長增加約0.1nm。

二、溫度能影響激光器輸出功率。溫度變化將導(dǎo)致功率與電流之間的關(guān)系呈非線性。

三、溫度能影響激光器閾值電流，并影響激光器的特性曲線。

四、溫度能影響激光器的壽命。溫度的急劇變化會影響激光器輸出功率，影響其壽命。

基于NTC熱敏芯片的激光器控溫設(shè)計(jì)

為了能控制激光器的工作溫度，在降低溫度對激光器影響的同時(shí)提升激光器性能，可嘗試設(shè)計(jì)一種以NTC熱敏芯片作為測溫元件，以TEC作為控溫元件的控溫設(shè)計(jì)。

NTC熱敏芯片是一種電阻值隨溫度升高而下降的敏感電子元器件，可以通過其電阻值的變化來實(shí)時(shí)確定熱敏芯片附近的溫度。TEC是根據(jù)珀?duì)柼?yīng)制成的半導(dǎo)體制冷器，其根據(jù)電流流向可形成冷熱端的轉(zhuǎn)換。根據(jù)這兩種元器件的特性可以設(shè)計(jì)通過NTC熱敏芯片電阻值變化來驅(qū)動TEC制冷或制熱，從而精確控制激光器的溫度。

NTC熱敏芯片采用惠斯登電橋，通過這種電路能夠?qū)崦粜酒娮柚档奈⑿∽兓D(zhuǎn)化為電壓差的變化輸出，通過預(yù)設(shè)電壓對比形成不同方向的電壓，再將電壓差值通過差分放大器放大驅(qū)動TEC工作，這樣TEC就可以根據(jù)NTC熱敏芯片實(shí)時(shí)的溫度變化來實(shí)現(xiàn)加熱/制冷的控制。

廣東愛晟電子科技有限公司研發(fā)、生產(chǎn)的各類激光器用NTC熱敏芯片，適合于回流焊、錫焊片焊接、金錫共晶焊、金/銀/銅邦定等焊接工藝。根據(jù)客戶需求以及應(yīng)用環(huán)境，NTC熱敏芯片還可以選擇印刷金電極或銀電極。

審核編輯 黃宇