[发明专利]一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光器领域，具体是一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置。

背景技术

固体激光器具有能量大、峰值功率高等优势，特别是激光二极管泵浦的固体激光器，更是具有体积小、重量轻、光束质量好、寿命长、运转灵活等优点，成为近年来固体激光技术研究和发展的热点之一，在工业加工、激光化学、光谱分析、激光测距、医疗卫生和军事领域有着广泛的应用，对经济发展、科技进步和人民生活水平提高起到巨大的推动作用。

但是，固体激光器由于泵浦功率未被完全利用而产生的热效应，是制约固体激光器实现高功率、高效率和高光学质量的瓶颈，一直都受到科研人员的关注。相比于传统的灯泵固体激光器激光介质中产生的大量不良影响热耗，二极管泵浦的固体激光器，降低了光学晶体热耗，但是并未完全消除。因此，需要采用有效的、不良影响小的方法导出光学晶体内的热量实现对光学晶体的散热。

常用的散热方法为使用气体、液体、混合液、热管、微通道等对激光介质散热。其中，在端面泵浦固体激光器中，热沉夹持在光学晶体表面，是可以相对简单又有效地导出其中热量的方式之一。热沉通常采用热导率较高的金属材料，散热的过程实质是通过热沉置换出尽可能多的热量。常规的水冷光学晶体散热的热沉出于加工考虑，通常使用简单的通水结构设计，一般为直进直出，散热效率会打折扣。但是为了使用简单低廉的热沉尽可能地实现散热，可以考虑增加热沉调节的方式。通过调节热沉的维度来调节光学晶体在激光腔中位置，尽可能地在水平和竖直方向上与整个光路重合，以便泵浦光能够更多耦合进光学晶体中被吸收利用，提高泵浦光的耦合效率。

发明内容本发明的目的是提供一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，以解决现有技术激光器中光学晶体热耗的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：包括热沉组件、连接杆及可多维调节的调整架板，所述热沉组件由上、下热沉对合后固定连接构成，上、下热沉各自接触面上分别设有凹槽，凹槽位置相互对应，上、下热沉对合时凹槽随之对合构成聚光腔，该聚光腔内容置光学晶体，所述热沉组件通过连接杆与调整架板连接。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述热沉组件中，上、下热沉分别由金属铜或紫铜材料制成，当材料为紫铜时，在上、下热沉表面分别镀有金层。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述热沉组件中，上、下热沉位于垂直于光学晶体通光的两个端面上分别有半圆形的内凹，以防止光学晶体表面由于触碰造成的污染等不良影响。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述热沉组件中，上、下热沉内部分别设有通水孔道，通水孔道两端分别与外部水冷源连接。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述光学晶体外包裹有铟片。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述连接杆为三段弯折结构，其中第一段为竖直设置，第一段与第二段之间呈90度，第二段与第三段之间呈钝角，该钝角根据激光光路的高度大致设计在100~150度之间，所述热沉组件中下热沉固定在连接杆第三段上，连接杆第一段固定在调整架板上。

所述的一种多维度可调固体激光器增益介质冷却装置，其特征在于：所述调整架板为多维调整架，多维调整架整体通过底座固定在光学实验平台上，所述热沉组件通过连接杆与多维调整架的可调整部分连接。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明提供了一种固体激光器增益介质冷却装置，利用调整架板可实现热沉和光学晶体的方向调整，通过调节热沉的方向来调节光学晶体的位置，尽可能使光学晶体在水平和竖直方向上与整个光路重合，以便泵浦光能够更多耦合进光学晶体中被吸收利用，进而减少热耗，提高散热效率，同时提高泵浦光的耦合效率。

2、本发明中光学晶体热沉易于加工、组装，在经费、条件有限情况下，更适合实验室用于探索试验。

附图说明

图1是多维度可调固体激光器增益介质冷却装置示意图。

图2是多维度可调固体激光器增益介质冷却装置聚光腔沿光轴方向局部剖面图。

具体实施方式