一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法
专利汇可以提供一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 半导体 脉冲 激光器 热电阶梯冷却方法，包括以下步骤：1)根据半导体 脉冲激光器 的额定 工作 温度 Ts选择热电模 块 ，将热电模块安装在半导体脉冲激光器内并使用可编程直流电源控制其 电压 ；2)半导体脉冲激光器在jt0时刻释放热量Qc使半导体脉冲激光器内的温度上升，可编程直流电源在jt0时刻相应地由恒定电压Us调整为阶梯电压并施加在热电模块上，以使半导体脉冲激光器的实际工作温度降低到Ts±2℃；其中，j为大于零的正整数。本发明通过给热电模块施以合适的阶梯电压，使热电模块冷端温度呈现出衰减振荡过程，能减小 过冷 温度和增益温度，保证半导体脉冲激光器的温度要求。，下面是一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法专利的具体信息内容。
1.一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据半导体脉冲激光器的额定工作温度Ts选择热电模块，将选择的热电模块安装在半导体脉冲激光器内，并通过可编程直流电源控制热电模块上的电压，其中，所述热电模块包括热端和冷端,其用于控制所述半导体脉冲激光器的实际工作温度；
2)初始时，可编程直流电源施加在热电模块的电压为恒定电压Us，以使半导体脉冲激光器的实际工作温度维持在Ts±2℃；
3)当半导体脉冲激光器在jt0时刻释放脉冲激光并产生热量Qc，从而使半导体脉冲激光器的实际工作温度大于Ts+2℃时，热电模块上的电压在jt0时刻开始调整为递减型的阶梯电压并且此时电压值升高，以使热电模块中的冷端温度下降并与所述半导体脉冲激光器换热；另外，jt0时刻施加的阶梯电压会在jt0'时刻突变至Us，此时，半导体脉冲激光器的实际工作温度降低到Ts±2℃；另外，在jt0'时刻至(j+1)t0时刻电压会维持在恒定电压Us，以使半导体脉冲激光器在该时间区域内的实际工作温度维持在Ts±2℃；其中，j为大于零的正整数，jt0
1)设置计时器i＝1；
2)本步骤包括以下子步骤：
2.1)热电模块的工作电压在jt0时刻由电压值Us突变为电压值为Upi，其中Upi＞Us，半导体脉冲激光器的实际工作温度先下降，然后又逐渐上升，
在 时刻又逐渐上升到温度Tci；
2.2)设置i＝i+1；
2.3)在 时刻，热电模块工作电压由Up(i-1)突变为Upi，其中Upi＜Up(i-1)，半导体脉冲激光器的实际工作温度先下降，然后又逐渐上升，在 时刻又逐渐上升到温度Tci；
2.4)判断i＝N是否成立，若否，则返回步骤2.2)，若是，进入步骤2.5)；
2.5)在 时刻，热电模块工作电压由Upi突变为Us,热电模块冷端温度逐
渐上升，然后再逐渐下降，最后稳定在Ts±2℃；
施加在热电模块上的递减型的阶梯电压在一个突变周期内的阶段数N、各阶段内的电压Upi及各阶段的持续时间ti的确定方法如下：
a)对N、Upi和持续时间ti赋值；
b)通过热控制方程获取jt0'时刻的P型热电臂冷端温度Tcj，获取过程如下：
将热电模块简化为P型热电臂，而P型热电臂的温度场是时间和空间的连续函数；将P型热电臂分别进行空间和时间的离散化以对其瞬态传热方程的数值求解，其中P型热电臂的热控制方程为：
热电模块初始工作时，其温度为环境温度，因此初始条件为：
T(:,0)＝Ta
其边界条件如下：
其中，I＝((U-αp(Th-Ta))/R；
αp为P型热电臂塞贝克系数；kp为P型热电臂热导率；σp为P型热电臂电导率；ρp为P型热电臂密度；CP为P型热电臂比热容；Rh为热端热阻；Ap为P型热电臂截面积；Qcp为P型热电臂冷端产冷量,Th为P型热电臂热端温度；Ta为环境温度；L为P型热电臂长度，I为P型热电臂中的电流，R为P型热电臂的总电阻；
另外，采用有限元差分法和Gear算法进行数值计算，对每个阶段的电压进行数值计算，得到jt0'时刻Tcj值；
c)判断Tcj是否在Ts±2℃范围内，如果是，则进入步骤d)，如果否，则进入步骤a)；
d)利用步骤c)获得N、Upi和时间ti的值进行仿真和/或实验进行验证，以判断Tcj是否在Ts±2℃范围内，如果是，则进入步骤e)，如果否，则进入步骤a)；
e)确定N、Upi和时间ti的值。
一种半导体脉冲激光器热电阶梯冷却方法
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