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科邦实验室

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[交流] 2300°C的高温测温和激光加热，能同时做到实时闭环控制吗？

做光学或材料研究的朋友，大概都理解一个场景：

你的实验需要在高温环境下对样品进行激光加热，同时实时测量温度变化。但问题是——测温仪和激光加热器各自独立，测到的是测温仪的温度，加热靠的是手动调节功率。

两者之间没有联动，实验重复性差，数据不稳定。

这是很多高温激光实验研究中的共同痛点。

北京理工大学的某课题组，就遇到了这个问题。

他们需要一套激光发射-温控-测量系统，用于在最高2300°C的高温环境下进行激光加热实验。核心需求是：测温仪和激光器必须联动，实现目标温度的实时闭环控制。

说起来简单，做起来难。

测温仪和激光器来自不同厂家，各自有独立的控制逻辑。要让它们联动，需要解决三个问题：

第一，同轴问题。激光器、测温仪、CCD三台设备要集成在同一个激光头上，焦距约500mm，瞄准和测温必须同轴。差之毫厘，整个系统就无法工作。

第二，闭环问题。测温仪测到温度数据后，要能自动反馈给激光器调节功率。这不是简单的信号连接，而是需要编写专门的温控程序。

第三，安全问题。半导体激光器对电压变化极其敏感，功率波动过大会直接烧毁。

客户问了几家合作企业，得到的反馈要么是"我们只卖单一设备，不管系统集成"，要么是"这种多器件联动的需求做不了"。

找到科邦实验室的时候，我们工程师看完需求，说了一句话：

"能做，但光路设计、温控编程、电源调制这三个环节，一个都不能出问题。"

我们做了六件事：

光场耦合调焦：利用透镜、银镜、光阑等光学元件，以氦氖光为信号光进行准直调试，使激光束与测温仪精确聚焦于500mm处，误差控制在光路级精度。

CCD同轴集成：将CCD集成到同一光轴，实现瞄准、测温、加热三合一的同轴系统。操作人员可以实时看到加热目标画面。

精确电源调制：针对100W半导体激光器的电压敏感性，专门设计了正向和反向调制信号方案，确保激光器在全功率范围内稳定出光，杜绝烧毁风险。

温控仪深度开发：不仅实现功率和时间的手动设定，还开发了温度-功率实时闭环控制程序。系统根据测温仪反馈，自动调节激光器功率，使样品稳定在设定温度。

定制激光头结构：自主设计激光头内部结构，金属件采用镀金+发黑处理耐高温，同时通过银镜折叠光路大幅缩小系统体积。

全流程质检：从激光器出光检测、温控仪测试，到系统稳定性验证，设置8道检测节点。

交付那天，系统组装完毕，联调联试跑了两轮。

温度设定230°C，测温仪实时反馈，激光器功率自动调节，数据曲线稳定。

这个项目让我印象最深的一点是：

高温激光实验的核心难点，不是某一件设备，而是"测-控-加热"三者能否真正联动。市面上不缺单台性能优秀的测温仪或激光器，但能把它们整合成闭环系统的供应商，少之又少。

科邦实验室做非标系统集成，核心就一件事：让想法变成现实。光学、机械、电子、软件——四个方向的能力整合，正是我们区别于单一设备供应商的核心优势。

目前已服务多家高校及科研院所。如您也在做高温激光实验，或有类似的多器件联动系统需求，欢迎私信交流。我们可以先聊一聊您的具体需求，看看有没有能帮上忙的地方。