[发明专利]一种新型射流式碟片激光器晶体冷却装置

权利要求书

1.一种射流式碟片激光器晶体冷却装置，包括：碟片晶体（1），垫圈（2），封盖（3），热沉（4），密封圈（5），支撑环（6），筒壁（7），回水通道（9），进水通道（10），冲击射流区域（11），回水通道（9）与进水通道（10）均为梯形流道；

其特征在于：

筒壁（7）为一上端开口的圆筒状结构，热沉（4）为一圆形平板状结构，热沉（4）置于筒壁（7）的上开口端，于热沉（4）下表面和筒壁（7）的上开口端面间设有环状支撑环（6），于筒壁（7）的上开口端设有中部带通孔的封盖（3），封盖（3）与上开口端间可拆卸连接；碟片晶体（1）固接于热沉（4）上表面中部，圆形碟片晶体（1）位于封盖（3）中部的通孔内；

于筒壁（7）内设有下部带梯形流道（8）的圆柱体，于圆柱体内从左至右依次间隔地开设有2个以上回水通道（9）和2个以上进水通道（10），回水通道（9）和进水通道（10）均为从圆柱体下端面至上端面的条状通孔；沿垂直于从左至右方向的回水通道（9）和进水通道（10）的截面上部为矩形、下部为梯形，构成上部大方形水口和下部小方形水口，矩形下边与梯形上底边重合，2个以上回水通道（9）下部小方形水口和2个以上进水通道（10）下部小方形水口分别位于圆柱体下端面的相对二侧，分别与筒壁（7）底部的进出水口相连；

于圆柱体上端面与热沉（4）下表面之间留有空隙，作为冲击射流区域（11）。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

封盖（3）与上开口端间可拆卸连接是指带内螺纹的封盖（3）与上开口端外侧壁面的外螺纹相螺合。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

封盖（3）与上开口端通过环状垫圈（2）密闭连接；

热沉（4）下表面和支撑环（6）间通过环状密封圈（5）密闭连接；

封盖（3）与热沉（4）上表面通过环状垫圈（2）密闭连接。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

包括铜钨合金筒壁、微小梯形进回水流道水循环系统、热沉、晶体、封盖；筒壁（7）与微小梯形进回水流道水循环系统通过真空共晶低温焊焊接为一体结构，循环系统为下端开进、出水口连接外部水循环，通过两半圆形区域将相间的进回水流道分别汇聚两边；上端通过焊接支撑环（6）与热沉后表面保证留有冲击射流区域；通过封盖（3）与筒壁（7）的螺纹连接压紧热沉与支撑环间的密封圈，保证水循环系统的密封环境。

5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

支撑环（6）与筒壁（7）焊接为一体，碟片晶体为圆形薄片，材质为Yb：YAG，与热沉（4）、带有梯形进回水流道的圆柱体、支撑环（6）同轴设置。

6.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

进水流道（10）、回水流道（9）上端口的宽度、射流区域（11）的高度按照参数优化分别确定为0.5mm、1.8mm与2.5mm，进、出水口与流道间通道为半圆形与圆形的阶梯通道以确保水循环的分流与汇聚，圆柱体下端面向下沿轴向分别沿伸为2mm、3mm，与筒壁（7）的底面焊接为一体结构。

7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：

热沉厚度为3mm，材质为金刚石；碟片晶体厚度为1mm，与热沉采用金铟真空低温共晶焊接。

8.根据权利要求1或3所述的冷却装置，其特征在于：

封盖（3）与热沉（4）通过垫圈（2）间隔压紧避免直接接触。