激光器温度控制组件及电路

专利2026-06-22  5


本公开涉及激光,尤其涉及一种激光器温度控制组件及电路。


背景技术:

1、磁强计是磁探测和地面磁场观测的基础仪器,其性能直接决定了磁场测量的精度。opm(optical-pumping magnetometer,光泵磁强计)指的是一类利用光泵浦效应极化原子并通过外加射频场破坏极化状态的方法实现磁场测量的磁强计,其中,被极化的原子可以为铯原子。

2、在设计光泵磁强计时,可以采用光束发散角小、功耗低的单模vcsel(vertical-cavity surface-emitting laser,垂直腔面发射激光器)作为磁强计泵浦光源。vcsel单模特性长时间稳定,偏振稳定,不会出现跳模以及功率跳动,能在高温状态下实现单模窄线宽激光的稳定输出。在实际应用中可以选取输出功率小于2w,光斑直径测量为3mm,出射波长能够与铯原子共振的vcsel激光器。

3、vcsel激光频率对温度较为敏感,需要使vcsel的温度保持高度稳定。相关技术中,对激光器温度进行控制的电路结构较为复杂,使得使用激光器温度控制电路的产品体积较大。


技术实现思路

1、有鉴于此,本公开实施例提供了一种激光器温度控制组件及电路,以解决现有技术中使用激光器温度控制电路的产品体积较大的技术问题。

2、为实现上述目的,本公开采用的技术方案是:

3、本公开实施例的第一方面,提供一种激光器温度控制组件,该激光器温度控制组件包括蓝宝石衬底、设置于蓝宝石衬底上方的线路层以及设置于线路层上方且与线路层连接的测温电阻和激光器芯片,其中,线路层包括:第一焊盘对以及连接在第一焊盘对之间的第一导线,第一导线的中部连接测温电阻;第二焊盘对以及连接在第二焊盘对之间的第二导线,第二导线的中部连接激光器芯片,第二导线与第一导线平行;第三焊盘对以及连接在第三焊盘对之间的加热线,加热线包括间隔设置的横向部和纵向部,横向部与第二导线平行。

4、在一个实施例中,测温电阻为铂电阻。

5、在一个实施例中,激光器芯片为垂直腔面发射激光器芯片。

6、在一个实施例中,加热线为镀金加热线。

7、在一个实施例中,加热线呈首尾相接的弓字形排布;和/或,加热线包括位于激光器芯片的第一侧的第一部分和位于激光器芯片的第二侧的第二部分,以及连接第一部分和第二部分的第三部分,其中,第二侧为第一侧的相对侧,测温电阻位于第一部分和第二部分之间。

8、在一个实施例中,第一焊盘对、第二焊盘对和第三焊盘对位于激光器温度控制组件的第三侧的侧边。

9、在一个实施例中,线路层的外接焊盘和器件连接处之外的部分上方设置有阻焊层,外接焊盘包括第一焊盘对、第二焊盘对和第三焊盘对,器件连接处包括线路层与测温电阻的连接处,以及线路层与激光器芯片的连接处。

10、在一个实施例中,线路层包括通过沉积技术和蚀刻技术形成的铝箔层或铜箔层。

11、本公开实施例的第二方面,提供一种激光器温度控制电路,激光器温度控制电路包括控制器与上述技术方案中的激光器温度控制组件,控制器与激光器温度控制组件通过第一焊盘对、第二焊盘对和第三焊盘对连接,用于控制激光器芯片工作、接收测温电阻的测量数据并根据测量数据控制加热线进行加热。

12、在一个实施例中,第一焊盘对、第二焊盘对和第三焊盘对分别通过键合线与控制器连接。

13、本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是:通过将激光器芯片、测温电阻和加热线集成到同一块蓝宝石衬底上,使得功能器件可以紧凑布局,从而可以减少使用该激光器温度控制组件的产品的体积。



技术特征:

1.一种激光器温度控制组件,其特征在于,所述激光器温度控制组件包括蓝宝石衬底、设置于所述蓝宝石衬底上方的线路层以及设置于所述线路层上方且与所述线路层连接的测温电阻和激光器芯片,其中,所述线路层包括:

2.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述测温电阻为铂电阻。

3.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述激光器芯片为垂直腔面发射激光器芯片。

4.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述加热线为镀金加热线。

5.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述加热线呈首尾相接的弓字形排布;和/或,所述加热线包括位于所述激光器芯片的第一侧的第一部分和位于所述激光器芯片的第二侧的第二部分,以及连接所述第一部分和所述第二部分的第三部分,其中,所述第二侧为所述第一侧的相对侧,所述测温电阻位于所述第一部分和所述第二部分之间。

6.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述第一焊盘对、所述第二焊盘对和所述第三焊盘对位于所述激光器温度控制组件的第三侧的侧边。

7.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述线路层的外接焊盘和器件连接处之外的部分上方设置有阻焊层,所述外接焊盘包括所述第一焊盘对、所述第二焊盘对和所述第三焊盘对,所述器件连接处包括所述线路层与所述测温电阻的连接处,以及所述线路层与所述激光器芯片的连接处。

8.根据权利要求1所述的激光器温度控制组件,其特征在于,所述线路层包括通过沉积技术和蚀刻技术形成的铝箔层或铜箔层。

9.一种激光器温度控制电路,其特征在于,所述激光器温度控制电路包括控制器与根据权利要求1至8任一项所述的激光器温度控制组件,所述控制器与所述激光器温度控制组件通过所述第一焊盘对、所述第二焊盘对和所述第三焊盘对连接,用于控制所述激光器芯片工作、接收所述测温电阻的测量数据并根据所述测量数据控制所述加热线进行加热。

10.根据权利要求9所述的激光器温度控制电路,其特征在于,所述第一焊盘对、所述第二焊盘对和所述第三焊盘对分别通过键合线与所述控制器连接。


技术总结
本公开涉及激光技术领域,提供了一种激光器温度控制组件及电路。该激光器温度控制组件包括蓝宝石衬底、设置于蓝宝石衬底上方的线路层以及设置于线路层上方且与线路层连接的测温电阻和激光器芯片,其中,线路层包括:第一焊盘对以及连接在第一焊盘对之间的第一导线,第一导线的中部连接测温电阻;第二焊盘对以及连接在第二焊盘对之间的第二导线,第二导线的中部连接激光器芯片,第二导线与第一导线平行;第三焊盘对以及连接在第三焊盘对之间的加热线,加热线包括间隔设置的横向部和纵向部,横向部与第二导线平行。

技术研发人员:汪海涛,侯永伸,张远鹏,刘雪峰,杨林,高新,陈言坤,易忠,肖琦,高扬,王斌,牛美霞
受保护的技术使用者:中国人民解放军军事科学院防化研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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