[实用新型]一种激光晶体的散热夹持装置

说明书

本实用新型公开一种激光晶体的散热夹持装置，包括安装底座、固定压块、冷却水道机构；安装底座的顶部设置第一台阶结构，其高阶台阶上设有第一U型凹槽；固定压块的底部设置第二台阶结构，其高阶台阶上设有第二U型凹槽；第二台阶结构的高阶台阶抵接在第一台阶结构的低阶台阶顶部布置，第二台阶结构的低阶台阶抵接在第一台阶结构的高阶台阶顶部布置，两高阶台阶之间形成容纳激光晶体的第一通孔；第一U型凹槽、第二U型凹槽分别位于第一通孔的两侧；安装底座的中部沿第一通孔的长度方向开设有第二通孔，该第二通孔位于第一通孔的正下方。本实用新型解决激光晶体不同面上温度梯度分布差异较大，以及激光晶体内部热量转移速度较慢的问题。

技术领域

本实用新型涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种激光晶体的散热夹持装置。

背景技术

半导体端面泵浦固体激光器具有结构简单、体积小巧、光束质量好、运行稳定、易于集成等特点，因此被广泛应用在激光打标、激光划线、精密调阻、激光清洗，以及激光内雕等激光加工行业。

激光晶体作为半导体端面泵浦固体激光器的核心部件，受到了半导体激光器泵浦光的直接照射。激光晶体对泵浦光的吸收效率较高，但是从激光晶体提取出来的能量却只占全部吸收能量的50％-70％，剩余的能量累积在激光晶体内部。如果不把激光晶体内部的热量及时转移，激光晶体内部热量会迅速累积，激光晶体温度骤然升高，从而导致强烈的热透镜效应，引起激光谐振腔热失调，最终激光器输出光功率下降、光束质量恶化。严重时激光晶体会发生炸裂现象，激光器发生故障导致无法使用。

另外，随着工业应用对激光加工效果及加工效率要求的不断提高，激光器输出光斑能量分布也越来越重要。激光器输出光斑能量分布与激光晶体内部温度分布梯度密切相关，为了获得截面内能量均匀分布的激光光斑输出，必须对激光晶体内部热量流动进行管理。一般情况下，激光晶体的上下左右四个面与热沉接触，前后端面为激光通光面与空气接触。因此，只需要对激光晶体内部热量沿激光晶体四个侧面的流动进行管理。根据热力学第二定律：热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。激光晶体中心位置温度最高，激光晶体内部能量会从激光晶体中心向四个侧面转移，能量转移速度与四个方向的热阻及温度梯度有关，热阻越小、温度梯度越大，能量转移速度越快。如果没有对激光晶体热量流动进行管理，采取常用的激光晶体夹具，由于激光晶体夹具底部与冷却块相接触，因此激光晶体底面会有速度最快的热量流动速度，激光晶体左右侧面热量流动速度相当，而激光晶体顶面的热量流动速度最慢，最终导致激光晶体的不同面上温度梯度分布有较大差异。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光晶体的散热夹持装置，解决激光晶体不同面上温度梯度分布差异较大，以及激光晶体内部热量转移速度较慢的问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种激光晶体的散热夹持装置，包括安装底座、固定压块、冷却水道机构；所述冷却水道机构设于安装底座的底部，固定压块与安装底座的顶部可拆卸式连接；所述安装底座的顶部设置第一台阶结构，其高阶台阶上设有第一U型凹槽；所述固定压块的底部设置第二台阶结构，其高阶台阶上设有第二U型凹槽；所述第二台阶结构的高阶台阶抵接在第一台阶结构的低阶台阶顶部布置，第二台阶结构的低阶台阶抵接在第一台阶结构的高阶台阶顶部布置，两高阶台阶之间形成容纳激光晶体的第一通孔；所述第一U型凹槽、第二U型凹槽均平行于第一通孔的长度方向布置，且分别位于第一通孔的两侧；所述安装底座的中部沿第一通孔的长度方向开设有第二通孔，该第二通孔位于第一通孔的正下方。

较佳地，所述安装底座包括底板、凸台，凸台设于底板的顶部，冷却水道机构设于底板的底部；所述第一台阶结构设于凸台的顶部，第二通孔设于凸台中部。

较佳地，所述冷却水道机构包括设于底板底部的多次迂回设置的冷却水道，及用于密封该冷却水道的水道密封板；所述水道密封板紧贴在底板的底部。

较佳地，所述冷却水道为在底板底部内凹形成的。