CN107579429B

CN107579429B - 半导体激光器及其温度控制方法

Info

Publication number: CN107579429B
Application number: CN201610517379.2A
Authority: CN
Inventors: 胡飞; 谭大治; 李屹
Original assignee: Appotronics Corp Ltd
Current assignee: Shenzhen Appotronics Corp Ltd
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2036-07-04
Also published as: WO2018006657A1; CN107579429A

Abstract

本申请公开了一种半导体激光器及其温度控制方法，先采集半导体激光器外部环境的温度和湿度或容置腔体内的温度和湿度，然后根据采集到的温度和湿度来确定一个可防止水汽凝结现象的工作壳温，进而根据该确定的工作壳温调整控温点，并根据输入电流与工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，在保证激光器输出光功率大致稳定的前提下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，进行调整。该温度控制方法通过监控环境/腔体内温湿度的变化，实时调节激光器的工作壳温及供电电流，防止水汽凝结的同时又保证了稳定的输出光功率。

Description

半导体激光器及其温度控制方法

技术领域

本申请涉及半导体激光器，尤其是涉及半导体激光器中温度控制方法。

背景技术

激光光源具有亮度高、色域广、可靠性好、节能环保等优点，在各类投影装置中得到越来越广泛的应用。激光光源普遍使用的半导体激光器，其电光转化效率以及可靠性与激光器的工作壳温息息相关。例如一种红色激光二极管壳温25℃时，3A输入电流，激光器能输出2.5W红光；35℃壳温时，同样输出2.5W红光，输入电流需要达到3.75A，即输入功率至少需要增加25％。因此对于此类半导体激光器，为了获得较好的电光效率及稳定的光功率输出，目前通常的做法是利用冷却机构(TEC)控制激光器的工作壳温，应用恒流源给激光器供恒定电路，从而获得稳定的输出光功率。

这种控制方式的逻辑简单，激光器的工作壳温恒定，寿命长。但是存在以下问题难以解决：一是激光器的工作壳温比环境温度低，环境湿度较大时，空气中的水汽会在TEC冷端等温度低于环境温度的表面凝结，有可能导致出光功率下降、短路、光学件受损等产品失效，严重影响投影装置的可靠性；二是随着环境温度的升高，TEC的冷热端温差增大，TEC的制冷效率COP快速下降，导致投影装置的效率下降。

发明内容

本申请提供一种半导体激光器及其温度控制方法。

本申请提供的温度控制方法，所述半导体激光器具有容置腔体，所述容置腔体内装有激光器和用于对激光器进行冷却的冷却机构；

所述温度控制方法包括第一温度控制模式，所述第一温度控制模式包括步骤：

外部数据采集：采集半导体激光器外部环境的温度和湿度；

计算露点温度：根据采集的温度和湿度计算出环境露点温度；

温度设置：根据环境露点温度确定激光器的工作壳温，所述工作壳温高于或等于环境露点温度；并将冷却机构的控温点设置为与工作壳温相等；

确定输入电流：根据输入电流与工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，保证激光器输出光功率大致稳定，计算出当前工作壳温对应的输入电流；

调整输入电流：按照计算出的输入电流值向激光器输入对应的电流。

作为所述温度控制方法的进一步改进，在温度设置步骤中，将冷却机构的控温点与本步骤确定的工作壳温进行比较，如控温点＝工作壳温，则进入下一步骤；如控温点≠工作壳温，则将控温点的值设置为工作壳温的值，并进入下一步骤。

作为所述温度控制方法的进一步改进，在调整输入电流步骤完成后，间隔设定时间，重返外部数据采集步骤。

作为所述温度控制方法的进一步改进，所述温度控制方法还包括第二温度控制模式，所述第一温度控制模式和第二温度控制模式之间可进行选择切换；所述第二温度控制模式包括步骤：

腔体内温度采集：采集容置腔体内位于激光器周围的空间的温度；

温度设置：根据采集的腔体内温度确定激光器的工作壳温，所述工作壳温等于或高于所述腔体内温度，并将冷却机构控温点设置为等于所述腔体内温度；

腔体内湿度采集：采集容置腔体内位于激光器周围的空间的湿度；

温度调整：根据采集的腔体内湿度确定工作壳温，并调整控温点后，返回确定输入电流步骤。

作为所述温度控制方法的进一步改进，在温度调整中，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当腔体内湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当阈值下限＜腔体内湿度＜阈值上限，则返回输入电流步骤；其中，第一步长表示温度调节的步长。

作为所述温度控制方法的进一步改进，第一步长的值随着湿度的升高而减小。

作为所述温度控制方法的进一步改进，当容置腔体内的温度和/或湿度相比半导体激光器外部环境的温度和/或湿度高，且高出的差值等于或大于设定差值，则由第一温度控制模式切换到第二温度控制模式。

本申请提供的另一种温度控制方法，所述半导体激光器具有容置腔体，所述容置腔体内装有激光器和用于对激光器进行冷却的冷却机构；

所述温度控制方法包括步骤：

温度设置：根据采集的腔体内温度确定激光器的工作壳温，所述工作壳温等于或高于腔体内温度，并将冷却机构的控温点设置为等于腔体内温度；

温度调整：根据采集的湿度确定工作壳温，并调整控温点后，返回确定输入电流步骤。

作为另一种温度控制方法的进一步改进，在温度调整中，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当腔体内湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当阈值下限＜腔体内湿度＜阈值上限，则返回输入电流步骤；其中，第一步长表示温度调节的步长。

作为另一种温度控制方法的进一步改进，所述第一步长的值随着湿度的升高而减小。

本申请提供的半导体激光器，包括：

壳体，所述壳体围合形成容置腔体；

激光器，所述激光器安装在容置腔体内；

冷却机构，所述冷却机构对激光器进行冷却控温；

参数检测机构，所述参数检测机构包括温度传感器和湿度传感器，在所述壳体的外部和/或容置腔体内设有所述参数检测机构；

以及控制电路，所述激光器、冷却机构和参数检测机构分别与控制电路连接，所述控制电路根据参数检测机构采集的温度和湿度信号，确定可防止激光器水汽凝结的工作壳温，并根据输入电流、工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，保证激光器输出光功率大致稳定下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，并以此输入电流调节激光器。

作为所述半导体激光器的进一步限定，设置在壳体外部的参数检测机构为第一参数检测机构，所述控制电路根据第一参数检测机构采集的温度和湿度确定环境露点温度，并将激光器的工作壳温和冷却机构的控温点设置为相等且高于或等于环境露点温度。

作为所述半导体激光器的进一步限定，设置在容置腔体内的参数检测机构为第二参数检测机构，所述控制电路将第二参数检测机构采集的温度作为激光器的初始工作壳温和冷却机构的控温点，并根据第二参数检测机构采集的湿度调整工作壳温和控温点。

作为所述半导体激光器的进一步限定，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当阈值下限＜湿度＜阈值上限，则保持当前输入电流；其中，第一步长表示温度调节的步长。

本申请的有益效果是：

本申请提供的半导体激光器及其温度控制方法中，先采集半导体激光器外部环境的温度和湿度或容置腔体内的温度和湿度，然后根据采集到的温度和湿度来确定一个可防止水汽凝结现象的工作壳温，进而根据该确定的工作壳温调整控温点，并根据输入电流与工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，在保证激光器输出光功率大致稳定的前提下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，进行调整。该温度控制方法通过监控环境/腔体内温湿度的变化，实时调节激光器的工作壳温及供电电流，防止水汽凝结的同时又保证了稳定的输出光功率。

附图说明

图1为本申请半导体激光器的温度控制方法第一种实施例中半导体激光器结构示意图；

图2为本申请半导体激光器的温度控制方法第一种实施例流程框图；

图3为一种红激光器输入电流与输出功率之间的特性曲线图；

图4为一种红激光器输入电流与电压之间的特性曲线图；

图5为本申请半导体激光器的温度控制方法第二种实施例中半导体激光器结构示意图；

图6为本申请半导体激光器的温度控制方法第二种实施例流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

本实施例一提供的半导体激光器的温度控制方法基于一种半导体激光器。该半导体激光器具有容置腔体，容置腔体内装有激光器和用于对激光器控温的冷却机构。

具体来说，请参考图1，图1所示为上述半导体激光器的一种具体示例，并非为本实施例所示温度控制方法的唯一选择。

其中，红激光器303安装在底板304上，底板304通过均热板305、冷却机构(TEC)306与热沉307相连。底板304通过弹性连接的方式固定在热沉307上(固定方式图中未给出)，各接触面之间通过高导热率的硅脂或其他低热阻的方式紧密贴合。

在其他实施例中，冷却机构并不限于是帕尔帖元件(TEC)306，也可能是其他可控温的水冷机构、热交换器和风扇组合、制冷剂等。

标号308所示为热敏电阻、热电偶等感温器件的测温点，监测红激光器303的壳温。激光器通过恒流源供电，应用TEC的闭环控制电路能达到很高的控温精度，保证激光器壳温的稳定。在供电电流及壳温都保持稳定的前提下，激光器输出稳定的光功率。

模组外壳301、外壳盖板302、热沉307与出光透镜310共同组成壳体，围合成一个封闭的容置腔体311，满足防尘的需要。但是通常的密封结构并不能隔绝水汽，因此腔体内的湿度会随着环境湿度的升高而升高。

本实施例一增加了参数检测机构，该参数检测机构包括温度传感器和湿度传感器，该温度传感器和湿度传感器可以分别独立设置，也可能是集成为一体。

激光器、冷却机构和参数检测机构分别与控制电路连接，所述控制电路根据参数检测机构采集的温度和湿度信号，确定可防止激光器水汽凝结的工作壳温，并根据输入电流、工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，保证激光器输出光功率大致稳定下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，并以此输入电流调节激光器。

请参考图1，本实施例中温度传感器和湿度传感器集成为一个温湿度传感器312。该温湿度传感器312定义为第一参数检测机构，其设置在容置腔体311的外部，用以采集外部环境的温度和湿度。从而实现随着环境温度的升高，同步提高激光器的工作壳温。

本温度控制方法包括：

外部数据采集：采集半导体激光器外部环境的温度Ta和湿度Ha。

计算露点温度：根据采集的温度Ta和湿度Ha计算出环境露点温度Tra。

具体地计算过程是，通过Tra与Ta、Ha的函数关系Tra＝f₁(Ta,Ha)，求得当前温度Ta和湿度Ha对应的环境露点温度Tra，该函数关系Tra＝f₁(Ta,Ha)属于已知现有技术，这里就不再赘言。

温度设置：根据环境露点温度Tra确定激光器的工作壳温T_set，所述工作壳温T_set高于或等于环境露点温度Tra；并将冷却机构的控温点T_cold设置为与工作壳温T_set相等。

该工作壳温T_set高于或等于环境露点温度Tra，可防止半导体激光器在外部环境中由于温差问题所造成的水汽凝结现象。

确定输入电流：根据输入电流I_in与工作壳温T_set和激光器输出光功率P_out的函数关系，保证激光器输出光功率P_out大致稳定，计算出当前工作壳温T_set对应的输入电流I_in。

这里所说的输出光功率P_out大致稳定是指输出光功率P_out保持在一定取值范围内，这个取值范围可以根据实际需求而人为设定。

不同的激光器具有各自的特性曲线，不同激光器中输入电流I_in与工作壳温T_set和激光器输出光功率P_out的函数关系I_in＝f₂(P_out,T_set)有所区别，该函数关系I_in＝f₂(P_out,T_set)可以由其特性曲线或者激光器的试验数据通过插值、曲线拟合或其他方法可得到，这已属于已知的现有技术。

例如，请参看图3和4，图3和4为一种红激光器的特性曲线图，其中，图4中Tc＝25℃和Tc＝35℃的曲线基本重合，因此只画出了一条曲线，即供电电压只与电流相关，与壳温无关。从图3中可以看出，25℃-35℃壳温范围内，2W以下输出光功率的特性曲线有很好的线性度。以1.8W输出光功率为例，25℃壳温的情况下，单颗激光器的热耗3.625W；35℃壳温的情况下,单颗激光器的热耗4.653W。

调整输入电流：按照计算出的输入电流I_in值向激光器输入对应的电流。

具体地，请参考图2，一种基于该温度控制方法的流程框图如下：

步骤S10：采集位于容置腔体以外的外部环境的温度和湿度。

步骤S12：根据步骤S10采集的温度和湿度计算出激光器的工作壳温T_set；

步骤S14：根据工作壳温T_set计算出激光器的输入电流I_in，，并按照计算出的值向激光器输入对应的电流；

步骤S16：在调整输入电流步骤完成后，间隔设定时间，重返外部数据采集步骤。间隔时间可以根据实际需求灵活设定。

进一步地，请继续参考图2，还包括温度设置步骤S15：

在温度设置步骤中，将冷却机构的控温点T_cold与本步骤确定的工作壳温T_set进行比较，如控温点T_cold＝工作壳温T_set，则进入下一步骤；如控温点T_cold≠工作壳温T_set，则将控温点T_cold的值设置为工作壳温T_set的值，并进入下一步骤。

进一步地，在温度设置步骤中，如控温精度为+/-N℃，则工作壳温T_set确定为T_set＝Tra+N℃，N为正实数。

本实施例通过监控环境温湿度的变化，实时调节激光器的工作壳温及供电电流，不仅可尽量降低激光器工作壳温，同时还可以防止水汽凝结并保证稳定的输出光功率。

例如，对于使用15颗如图3所示的红激光器的模组来说。现有技术的激光器壳温25℃恒温控制方案，TEC制冷量54W，其冷端温度20℃,热端到环境热阻0.16℃/W。环境温度25℃时,通过计算可知TEC功率32.6W，热端温度40℃，TEC冷热端温差20℃,制冷效率COP达1.66。然而当环境温度上升到35℃时，计算可知此时TEC功率93.9W,热端温度60℃,TEC冷热端温差40℃，制冷效率COP下降为0.57.

而采用本实施例所示温度控制方法，当35℃环境温度时，激光器壳温也控制在35℃,则此时TEC制冷量69.8W，通过计算可知TEC功率73.7W，热端温度60℃，冷端温度为30℃，TEC冷热端温差30℃，制冷效率COP为0.94，仍保持在较高水平。

实施例二：

请参考图5，本实施例二提供的半导体激光器的温度控制方法基于一种半导体激光器。该半导体激光器具有容置腔体311，容置腔体311内装有激光器303和用于对激光器控温的冷却机构306。

具体来说，图5所示为上述半导体激光器的一种具体示例，其相对实施例一所示例结构的区别在于，将温湿度传感器313定义为第二参数检测机构，其设置在容置腔体311内，并位于激光器303周围，用以采集容置腔体311内位于激光器303周围的空间的温度T_air。从而实现随着容置腔体311内温度的升高，同步提高激光器303的工作壳温。

该温度控制方法包括步骤：

腔体内温度采集：采集容置腔体311内位于激光器303周围的空间的温度T_air。

温度设置：根据采集的腔体311内温度T_air确定激光器303的工作壳温T_set，该工作壳温T_set等于或高于T_air，并将冷却机构306的控温点T_cold设置为等于T_air。

该工作壳温T_set高于或等于腔体311内温度T_air，可防止各部件在腔体311环境内由于温差问题所造成的水汽凝结现象。

确定输入电流：保证激光器303输出光功率P_out大致稳定，根据输入电流I_in与工作壳温T_set和激光器303输出光功率P_out的函数关系，计算出当前工作壳温T_set对应的输入电流I_in。

如实施例一所述，不同的激光器303具有各自的特性曲线，不同激光器303中输入电流I_in与工作壳温T_set和激光器输出光功率P_out的函数关系I_in＝f₂(P_out,T_set)有所区别，该函数关系I_in＝f₂(P_out,T_set)可以由起特性曲线或者激光器的试验数据通过插值、曲线拟合或其他方法可得到，这已属于已知的现有技术，这里就不再赘言。

腔体311内湿度采集：采集容置腔体311内位于激光器303周围的空间的湿度H_air。

温度调整：根据采集的湿度H_air确定工作壳温T_set，并调整控温点T_cold后，返回确定输入电流步骤。

在温度调整时，可预先设定腔体311内湿度的阈值上限和阈值下限，将采集的湿度H_air与阈值上限和阈值下限比较，根据比较结果调整或保持当前控温点T_cold以及工作壳温T_set的大小。

以下设第一步长为T_step，具体地，请参考图6，本温度控制方法包括：

步骤S20：采集容置腔体311内位于激光器303周围的空间的温度T_air；

步骤S22：根据步骤S20采集的温度T_air设定冷却机构的控制程序的控温点T_cold，该控温点T_cold的值设置为等于T_air的值；

步骤S24：根据控温点T_cold计算出激光器303的输入电流I_in，并按照计算出的值向激光器303输入对应的电流；

步骤S26：采集容置腔体311内位于激光器303周围的空间的湿度H_air，根据采集的湿度H_air调整控温点T_cold的大小，并返回步骤S24。

在步骤S26中，预先设定腔体311内湿度的阈值上限和阈值下限，将采集的湿度H_air与阈值上限和阈值下限比较，根据比较结果调整或保持当前控温点T_cold的数值。

可以是当湿度H_air＜阈值下限，则设置新控温点T_cold＝当前控温点T_cold-T_step，新的工作壳温T_set＝新控温点T_cold，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温T_set计算出输入电流I_in；当湿度H_air＞阈值上限，则设置新控温点T_cold＝当前控温点T_cold+T_step，新的工作壳温T_set＝新控温点T_cold，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温T_set计算出输入电流I_in；当阈值下限＜湿度H_air＜阈值上限，则返回输入电流步骤；其中，T_step表示温度调节的步长。

其中，T_step的取值有两种方式：1、取定值，步长要小，例如1℃到2℃之间都比较合适；2：根据腔体311内湿度变化，湿度小时，步长可以取大一些，湿度高时，步长取小值，即步长T_step的值随着湿度的升高而减小。

阈值上下限一般在产品要求正常运行的湿度范围之内取值。譬如产品要求的湿度范围是5％-95％，则阈值上下限可取此范围内的任何值；当阈值上下限取值接近时，譬如70％-73％，还能实现近似的恒湿控制。

本实施例二具体来说，在模块上电后，将腔体311内温度作为TEC的初始控温点，也就是激光器303的工作壳温。然后根据腔体311内湿度来调整TEC控温点:湿度小于阈值下限则可进一步降低激光器303工作壳温，也不会导致水汽凝结；若湿度高于阈值上限则需提高激光器303的工作壳温，以防止水汽凝结。若湿度介于阈值上下限之间，则激光器303工作壳温不做调整。激光器303的输入电流根据其工作壳温调节以保证稳定的输出光功率。

本实施例通过监控腔体311内温湿度的变化，实时调节激光器303的工作壳温及供电电流，不仅可尽量降低激光器303工作壳温，同时还可以防止水汽凝结并保证稳定的输出光功率。

实施例三

本实施例三提供另一种半导体激光器的温度控制方法，该温度控制方法采用了实施例一和实施例二的结合。

该温度控制方法包括第一温度控制模式和第二温度控制模式，第一温度控制模式和第二温度控制模式之间可进行选择切换。

其中，第一温度控制模式即为实施例一所示温度控制方法，第二温度控制模式则采用的是实施例二所示的温度控制方法。第一温度控制模式主要用于对应用环境的温湿度来确定激光器的工作壳温，在一般情况下环境温湿度的变化比较缓慢，该方法可正常使用。但在某些情况下，譬如设备做温湿度循环测试的时候，环境温湿度变化较快。环境湿度降低时，容置腔体内的湿度仍然较高，此时环境露点Tra低于腔体内露点Trc，按照Tra来控制激光器壳温，会导致结露现象发生。

因此，当容置腔体内的温度和/或湿度相比半导体激光器外部环境的温度和/或湿度高，且高出的差值等于或大于设定差值(设定差值可根据实际需求而灵活人为设定)，此时环境露点Tra低于腔体内露点Trc，则由第一温度控制模式切换到第二温度控制模式。反之，则由第二温度控制模式切换到第一温度控制模式。

第二温度控制模式采用腔体内温度Tac和腔体内湿度Hac,实时调节激光器的工作壳温及供电电流，不仅可尽量降低激光器工作壳温，同时还可以防止腔体内水汽凝结并保证稳定的输出光功率。

实施例四

本实施例四提供一种半导体激光器，其包括壳体、激光器、冷却机构、参数检测机构以及控制电路。

该壳体围合形成容置腔体，其可能是一个独立起到壳体作用的部件，也可能是由多个部件组合形成，如实施例一所示。

该激光器安装在容置腔体内，冷却机构对激光器进行冷却控温。参数检测机构包括温度传感器和湿度传感器，在壳体的外部和/或容置腔体内设有参数检测机构，用以检测壳体外部和/或容置腔体内的温度和湿度。

激光器、冷却机构和参数检测机构分别与控制电路连接，控制电路根据参数检测机构采集的温度和湿度信号，确定可防止激光器水汽凝结的工作壳温，并根据输入电流、工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，保证激光器输出光功率大致稳定下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，并以此输入电流调节激光器。

进一步地，设置在壳体外部的参数检测机构为第一参数检测机构，控制电路根据第一参数检测机构采集的温度和湿度确定环境露点温度，并将激光器的工作壳温和冷却机构的控温点设置为相等且高于或等于环境露点温度。具体的控制过程可参考实施例一所述。

进一步地，设置在容置腔体内的参数检测机构为第二参数检测机构，控制电路将第二参数检测机构采集的温度作为激光器的初始工作壳温和冷却机构的控温点，并根据第二参数检测机构采集的湿度调整工作壳温和控温点。具体的控制过程可参考实施例二所述。

其中，可以预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-T_step，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+T_step，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当阈值下限＜湿度＜阈值上限，则保持当前输入电流；其中，T_step表示温度调节的步长。具体的控制过程可参考实施例二所述。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims

1.一种半导体激光器的温度控制方法,其特征在于，所述半导体激光器具有容置腔体，所述容置腔体内装有激光器和用于对激光器进行冷却的冷却机构；

所述温度控制方法包括第一温度控制模式和第二温度控制模式，所述第一温度控制模式和第二温度控制模式之间可进行选择切换；所述第一温度控制模式包括步骤：

外部数据采集：采集半导体激光器外部环境的温度和湿度；

调整输入电流：按照计算出的输入电流值向激光器输入对应的电流；

所述第二温度控制模式包括步骤：

2.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在温度设置步骤中，将冷却机构的控温点与本步骤确定的工作壳温进行比较，如控温点＝工作壳温，则进入下一步骤；如控温点≠工作壳温，则将控温点的值设置为工作壳温的值，并进入下一步骤。

3.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在调整输入电流步骤完成后，间隔设定时间，重返外部数据采集步骤。

4.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，在温度调整中，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当腔体内湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当阈值下限＜腔体内湿度＜阈值上限，则返回输入电流步骤；其中，第一步长表示温度调节的步长。

5.如权利要求4所述的温度控制方法，其特征在于，所述第一步长的值随着湿度的升高而减小。

6.如权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，当容置腔体内的温度和/或湿度相比半导体激光器外部环境的温度和/或湿度高，且高出的差值等于或大于设定差值，则由第一温度控制模式切换到第二温度控制模式。

7.一种半导体激光器的温度控制方法，其特征在于，所述半导体激光器具有容置腔体，所述容置腔体内装有激光器和用于对激光器进行冷却的冷却机构；

所述温度控制方法包括步骤：

8.如权利要求7所述的温度控制方法，其特征在于，在温度调整中，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当腔体内湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并返回输入电流步骤，根据新工作壳温计算出输入电流；当阈值下限＜腔体内湿度＜阈值上限，则返回输入电流步骤；其中，第一步长表示温度调节的步长。

9.如权利要求8所述的温度控制方法，其特征在于，所述第一步长的值随着湿度的升高而减小。

10.一种半导体激光器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体围合形成容置腔体；

激光器，所述激光器安装在容置腔体内；

冷却机构，所述冷却机构对激光器进行冷却控温；

参数检测机构，所述参数检测机构包括温度传感器和湿度传感器，在所述容置腔体内设有所述参数检测机构；

控制电路，所述激光器、冷却机构和参数检测机构分别与控制电路连接，所述控制电路根据参数检测机构采集的温度和湿度信号，确定可防止激光器水汽凝结的工作壳温，并根据输入电流、工作壳温和激光器输出光功率的函数关系，保证激光器输出光功率大致稳定下，计算出当前工作壳温对应的输入电流，并以此输入电流调节激光器；

以及设置在容置腔体内的参数检测机构为第二参数检测机构，所述控制电路将第二参数检测机构采集的温度作为激光器的初始工作壳温和冷却机构的控温点，并根据第二参数检测机构采集的湿度调整工作壳温和控温点。

11.如权利要求10所述的半导体激光器，其特征在于，在所述壳体的外部设有所述参数检测机构，设置在壳体外部的参数检测机构为第一参数检测机构，所述控制电路根据第一参数检测机构采集的温度和湿度确定环境露点温度，并将激光器的工作壳温和冷却机构的控温点设置为相等且高于或等于环境露点温度。

12.如权利要求10所述的半导体激光器，其特征在于，预先设定腔体内湿度的阈值上限和阈值下限，当湿度＜阈值下限，则设置新控温点＝当前控温点-第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当腔体内湿度＞阈值上限，则设置新控温点＝当前控温点+第一步长，新的工作壳温＝新控温点，并重新确定输入电流；当阈值下限＜湿度＜阈值上限，则保持当前输入电流；其中，第一步长表示温度调节的步长。