一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器的制作方法

本发明涉及激光器，尤其涉及一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器。

背景技术：

1、随着我国工商业的快速发展，一些易燃易爆、有毒气体的有害气体，使用需求不断增加，在气体存储、运输及使用过程中存在诸多安全隐患，对有害气体的检测受到了各行各业的广泛关注。例如：在石油化工、煤矿领域，甲烷传感器、硫化氢传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器、一氧化碳传感器等可用于对二氧化碳、甲烷、氨气、氯气等有害气体的检测。

2、根据气体检测的发展需求，气体检测传感器通用化已成为气体检测领域的发展趋势。目前，对多气体检测传感器的研究提出了诸多方法。

3、如文献“范俊.基于多传感器的混合气体检测系统研究与设计[d].湖北:武汉理工大学,2017.”中提出了采用多个传感器与模式识别方法结合的多传感器气体检测技术，从而实现对甲烷、乙烯两种危险气体的定性定量检测。

4、文献“师宝山,张贵州.气体传感器在多参数气体检测仪中的应用[j]. 仪表技术与传感器,2007(6):23-24. doi:10.3969/j.issn.1002-1841.2007.06.010.”中采用两种不同原理的传感器组合测试多种气体，其中红外传感器检测甲烷，电化学式传感器检测二氧化碳、一氧化碳、氧气和硫化氢。

5、文献“王秋花.基于电化学传感器的多组分气体浓度检测仪[d].陕西:西安理工大学,2010. doi:10.7666/d.d294485.”中提出了使用多组分电化学式传感器检测一氧化碳、氢气、氧气和甲烷。

6、上述提及的多气体检测传感器中要么采用多传感器阵列组合的方式，要么采用多类型传感器组合的形式（如激光器与电化学类传感器组合），或者采用非激光类传感器组合检测（如电化学类传感器），一方面阵列组合实现的传感器体积较大，另一方面由于非激光类传感器稳定性受到影响。

7、而较为稳定气体检测传感器中一般集成激光器发出相应波长的激光，基于激光在检测气体中吸收波长实现气体检测。但目前在对双气体及以上类型气体进行检测时，多传感器阵列组合方式导致激光器体积增大，同时向外发出的光路面也较宽，整个气体检测传感器体积也较大，不便于携带。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，通过对两种波长的激光合束后发出，应用于双气体检测传感器中能够有效控制体积，便于携带的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，包括管壳以及设于所述管壳底部的半导体制冷器，所述半导体制冷器上设有钨铜热沉，所述钨铜热沉上设有载体，所述载体上集成有发出的光波长不同的第一芯片和第二芯片；所述钨铜热沉上设有分光平片，所述第一芯片发出的光线被所述分光平片反射形成反射光，所述第二芯片发出的光线被所述分光平片折射后与反射光合束；所述钨铜热沉上粘接有分别位于第一芯片的发光端以及位于第二芯片的发光端的透镜；所述管壳上设有位于所述分光平片的导出光一侧的光窗，所述管壳上还设有位于所述光窗的入光侧的隔离器；所述管壳上设有分别导电连接第一芯片、第二芯片、半导体制冷器的接电引脚；所述管壳上设有密封盖板。

4、优选的，所述分光平片的一侧面具有增透镀膜，另一侧面具有二向色镀膜。

5、优选的，所述载体上设有热敏电阻，所述热敏电阻通过金层及金线键合连接接电引脚，所述热敏电阻的电阻值随温度变化而变化。

6、优选的，当所述热敏电阻的电阻值达到预设值时，所述半导体制冷器被控制启动，以达到目标温度值。

7、优选的，所述半导体制冷器为珀尔帖。

8、优选的，所述载体的材质为氮化铝。

9、优选的，所述载体上具有金层区域及预镀区域，所述热敏电阻、所述第一芯片和所述第二芯片在所述预镀区域共晶。

10、优选的，所述钨铜热沉通过铅锡焊片焊接在所述半导体制冷器上，所述半导体制冷器通过铅锡焊片焊接在所述管壳上。

11、优选的，所述钨铜热沉表面具有镀金层。

12、优选的，所述管壳与所述接电引脚之间设有玻璃绝缘体。

13、通过半导体制冷器、钨铜热沉、载体形成具有良好导热的基体，并在载体上设置分光平片对第一芯片发出的激光进行折射，对第二芯片发出的激光进行反射，从而实现两种不同波长的激光进行合束后再经过隔离器进行进一步对波长进行过滤后，通过光窗向外发出合束且具有不同波长的激光，适应于两种气体进行检测使用，有效控制发出激光的面积，有效控制体积占用大小；

14、同时通过透镜对第一芯片、第二芯片发出的散光进行耦合为平行光，从而有效保证经过分光平片后的合束激光是平行的；

15、通过接电引脚对内部器件导电，并通过密封盖板进行密封，实现整个激光器作为单独模块可集成到双气体检测传感器中，有效控制体积占用；

16、并通过半导体制冷器实现内部温度控制。

技术特征：

1.一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：包括管壳以及设于所述管壳底部的半导体制冷器，所述半导体制冷器上设有钨铜热沉，所述钨铜热沉上设有载体，所述载体上集成有发出的光波长不同的第一芯片和第二芯片；

2.根据权利要求1所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述分光平片的一侧面具有增透镀膜，另一侧面具有二向色镀膜。

3.根据权利要求1所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述载体上设有热敏电阻，所述热敏电阻通过金层及金线键合连接接电引脚，所述热敏电阻的电阻值随温度变化而变化。

4.根据权利要求3所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：当所述热敏电阻的电阻值达到预设值时，所述半导体制冷器被控制启动，以达到目标温度值。

5.根据权利要求4所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述半导体制冷器为珀尔帖。

6.根据权利要求3所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述载体的材质为氮化铝。

7.根据权利要求6所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述载体上具有金层区域及预镀区域，所述热敏电阻、所述第一芯片和所述第二芯片在所述预镀区域共晶。

8.根据权利要求1所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述钨铜热沉通过铅锡焊片焊接在所述半导体制冷器上，所述半导体制冷器通过铅锡焊片焊接在所述管壳上。

9.根据权利要求8所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述钨铜热沉表面具有镀金层。

10.根据权利要求1所述的一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，其特征在于：所述管壳与所述接电引脚之间设有玻璃绝缘体。

技术总结本发明公开了一种用于双气体检测传感器的双波长空间光激光器，包括管壳以及半导体制冷器，半导体制冷器上设有钨铜热沉，钨铜热沉上设有载体，载体上集成有发出的光波长不同的第一芯片和第二芯片；钨铜热沉上设有分光平片，第一芯片发出的光线与分光平片呈45度，第二芯片发出的光线与分光平片呈45度；钨铜热沉上粘接有分别位于第一芯片的发光端以及位于第二芯片的发光端的透镜；管壳上设有位于分光平片的导出光一侧的光窗，管壳上还设有位于光窗的入光侧的隔离器；管壳上设有分别导电连接第一芯片、第二芯片、半导体制冷器的接电引脚，管壳上设有密封盖板；通过对两种波长的激光合束后发出，应用于双气体检测传感器中能够有效控制体积。技术研发人员：霍文文,高嵩,季忠壮,张永平,张文斌,宋霄受保护的技术使用者：华夏天信传感科技（大连）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21