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本发明公开了一种固体激光块材料的模块化热管理装置及其控制方法,包括上部水冷模块、下部水冷模块、上部半导体制冷芯片,下部半导体制冷芯片、上部制冷单元、下部制冷单元、热敏电阻和双通道温度控制系统,上部水冷模块安装在上部制冷单元顶端,上部半导体制冷芯片封装在上部制冷单元内；下部水冷模块安装在下部制冷单元底端,下部半导体制冷芯片封装在下部制冷单元内；激光块材料由左右两侧限位片夹持,固定于上部制冷单元与下部制冷单元中间；热敏电阻、上部半导体制冷芯片和下部半导体制冷芯片与双通道温度控制系统电性连接。本发明有效缓解激光块材料在高功率端面泵浦下的热效应问题,改善激光器输出激光的效率和功率稳定性及光束质量。