專利名稱：固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱效應(yīng)自動補償裝置，尤其是一種固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著高功率固體激光器越來越廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域，高功率激光器最難以解決的問題一熱效應(yīng)也就日漸凸顯。這是由于激光晶體對泵浦光的吸收較少，絕大多數(shù)的泵浦光都轉(zhuǎn)化成了熱量，雖有冷卻系統(tǒng)對激光晶體的側(cè)面進行降溫，但激光晶體的兩端面卻因不能接觸到冷卻液而產(chǎn)生了熱膨脹，使之出現(xiàn)透鏡效應(yīng)，導(dǎo)致輸出的激光的發(fā)散角增大、輸出功率下降，從而產(chǎn)生嚴重的后果。例如激光醫(yī)療時會損傷光學(xué)傳導(dǎo)系統(tǒng)，激光焊接和切割時的焊縫和切縫會變寬，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。為解決這一問題， 人們采用了將激光晶體的端面預(yù)先修飾成負透鏡，或者將輸出鏡設(shè)計成負球面鏡的技術(shù)方案。然而，這種技術(shù)方案即使是設(shè)計得非常精確也只能是針對理想情況下某種特定的泵浦功率，而且要求激光器在運轉(zhuǎn)的過程中所有參數(shù)不變，冷卻系統(tǒng)絕對恒溫，這在實際應(yīng)用中幾乎是無法實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、實用的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置。為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置包括激光晶體，特別是，所述激光晶體的兩端套裝有密封套，所述密封套中置有光學(xué)匹配液，所述內(nèi)置光學(xué)匹配液的密封套的一端卡套于激光晶體的端部、另一端置有密封窗口 ；所述密封窗口為氟化鈣窗口，或四氯化硅窗口。作為固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置的進一步改進，所述的光學(xué)匹配液的型號為 Refractive Index (Matching) Liquids ;所述的密封套卡套于激光晶體端部的長度≤3mm ； 所述的激光晶體的端面與密封窗口之間的距離< 50mm ;所述的套裝于激光晶體兩端的密封套之間置有連通管道；所述的密封窗口上鍍有激光增透膜。相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，采用于激光晶體的兩端套裝內(nèi)置光學(xué)匹配液的密封套，并使密封套的一端卡套于激光晶體的端部、另一端置有密封窗口，密封窗口為氟化鈣窗口，或四氯化硅窗口的技術(shù)方案，利用光學(xué)匹配液的通透性和自流動性，既達到了對激光晶體兩端面的熱透鏡效應(yīng)進行自動補償?shù)墓δ芎托Ч?，又可對激光晶體的兩端面進行一定的冷卻，還有著結(jié)構(gòu)簡單、實用的優(yōu)點。使用本技術(shù)方案后，經(jīng)大量的測試，輸出激光波長為近中紅外的1064nm 3. 5 μ m、輸出功率為500W以上的高功率固體激光器，在一切參數(shù)和外在條件可變的前提下，激光器的泵浦功率增加時，激光晶體的激光發(fā)散角未見變化，聚焦后的焦點光斑也未見變化。
作為有益效果的進一步體現(xiàn)，一是光學(xué)匹配液的型號優(yōu)選為Refractive Index (Matching) Liquids,利于更好地進行補償；二是密封套卡套于激光晶體端部的長度優(yōu)選為> 3_，不僅便于固定密封套，也利于光學(xué)匹配液的補償和冷卻；三是激光晶體的端面與密封窗口之間的距離優(yōu)選為< 50mm，除達到了補償?shù)男Ч?，還有著體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點；四是套裝于激光晶體兩端的密封套之間優(yōu)選置有連通管道，利于兩只密封套中的光學(xué)匹配液之間的熱平衡；五是密封窗口上優(yōu)選鍍有激光增透膜，減小了密封窗口對激光輸出的損耗。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進一步詳細的描述。圖I是本發(fā)明的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參見圖1，聚光腔7中置有并列設(shè)置的氙燈5和其兩端套裝有密封套I的激光晶體 6。密封套I中置有型號為Refractive Index (Matching) Liquids的光學(xué)匹配液2。內(nèi)置光學(xué)匹配液2的密封套I的一端卡套于激光晶體6的端部、另一端置有密封窗口 3 ;其中，密封套I卡套于激光晶體6端部的長度為3mm，激光晶體6的端面與密封窗口 3之間的距離為50mm，套裝于激光晶體6兩端的密封套I之間置有連通管道4。密封窗口 3為其上鍍有激光增透膜的氟化鈣窗口(或四氯化硅窗口)。使用時，當(dāng)浸泡在光學(xué)匹配液2中的激光晶體6的端面因積聚的熱量而變形時，具有流動性的光學(xué)匹配液2就會自動地對其進行補償，使激光器輸出的激光發(fā)散角和聚焦后的焦點光斑繼續(xù)保持原樣。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，包括激光晶體￠)，其特征在于所述激光晶體￠)的兩端套裝有密封套(I)，所述密封套(I)中置有光學(xué)匹配液(2)， 所述內(nèi)置光學(xué)匹配液(2)的密封套(I)的一端卡套于激光晶體￠)的端部、另一端置有密封窗口(3);所述密封窗口(3)為氟化鈣窗口，或四氯化硅窗口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，其特征是光學(xué)匹配液的型號為 Refractive Index(Matching)Liquids0
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，其特征是密封套(I)卡套于激光晶體(6)端部的長度彡3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，其特征是激光晶體(6)的端面與密封窗口⑶之間的距離< 50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，其特征是套裝于激光晶體(6)兩端的密封套(I)之間置有連通管道(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置，其特征是密封窗口(3)上鍍有激光增透膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體激光器熱效應(yīng)自動補償裝置。它的激光晶體(6)的兩端套裝有密封套(1)，密封套(1)中置有光學(xué)匹配液(2)，內(nèi)置光學(xué)匹配液(2)的密封套(1)的一端卡套于激光晶體(6)的端部、另一端置有密封窗口(3)，密封窗口(3)為氟化鈣窗口，或四氯化硅窗口；所述的光學(xué)匹配液的型號為Refractive Index(Matching)Liquids，所述的密封套(1)卡套于激光晶體(6)端部的長度≥3mm，所述激光晶體(6)的端面與密封窗口(3)之間的距離≤50mm，所述的套裝于激光晶體(6)兩端的密封套(1)之間置有連通管道(4)，所述的密封窗口(3)上鍍有激光增透膜。它能對激光晶體(6)兩端面的熱透鏡效應(yīng)進行自動補償，可廣泛地用于高功率固體激光器中。
文檔編號H01S3/042GK102610983SQ20111002116
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者吳先友, 李哲, 楊經(jīng)緯, 江海河, 王禮, 蔡旭武 申請人:中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所