一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的制作方法
【專利摘要】一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括板條激光介質(zhì)、透明熱沉、透明冷卻裝置、半導(dǎo)體泵浦源；本發(fā)明通過在固體板條狀激光介質(zhì)的大面上鍵合或光膠熱導(dǎo)率高、透光性好的透明熱沉，及使用透明冷卻裝置來實(shí)現(xiàn)板條激光器的大面同時(shí)作為冷卻面和泵浦面，以改變現(xiàn)有大面泵浦板條模塊只能將上下兩個(gè)表面分別作為泵浦面和制冷面，單一表面進(jìn)行制冷容易在沿泵浦光方向縱向上產(chǎn)生熱梯度，影響輸出光束的光束質(zhì)量的不足。并以在激光介質(zhì)大面上鍵合或光膠的形式代替金屬熱沉的焊接形式，以消除焊接對(duì)激光介質(zhì)造成的應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。
【專利說明】一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體激光器，尤其涉及一種能獲得高功率、高光束質(zhì)量激光輸出的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]由半導(dǎo)體激光泵浦的全固態(tài)激光器，是固體激光技術(shù)發(fā)展中的巨大革新。它集半導(dǎo)體激光器效率高壽命長、固體激光器光束質(zhì)量好的優(yōu)勢于一身，得到廣泛的應(yīng)用。目前，固體激光器主要包括棒狀激光器、盤片器與板條激光器。其中，棒狀激光器由于徑向溫度梯度大，熱透鏡效應(yīng)嚴(yán)重，在獲得高功率激光輸出的同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)高光束質(zhì)量；盤片激光器由于盤片厚度薄，軸向增益低，難于實(shí)現(xiàn)高效率激光輸出；板條激光器軸向增益高，效率高，可以實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量激光輸出。
[0003]目前固體板條激光器泵浦方式主要有:端面泵浦、側(cè)面泵浦、上下表面靠近端面處帶狀局部泵浦和上下表面大面積泵浦四種。其中，對(duì)端面泵浦、側(cè)面泵浦和上下表面靠近端面處帶狀局部泵浦而言，泵浦光需要整形為狹窄的細(xì)長條狀，對(duì)光束質(zhì)量要求高、光束整形難度大，并且泵浦面積較小限制了最大的泵浦功率；現(xiàn)有的上下表面大面積泵浦方案可有效解決上述泵浦方案中存在的不足，但只能將上下兩個(gè)表面分別作為泵浦面和制冷面，單一表面進(jìn)行制冷容易在沿泵浦光方向的縱向上產(chǎn)生熱梯度，影響輸出光束的光束質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有固體板條激光器上下表面大面積泵浦方案中，上下兩個(gè)表面分別作為泵浦面和制冷面，單一表面進(jìn)行制冷容易在縱向上產(chǎn)生熱梯度，影響輸出光束的光束質(zhì)量的不足，采用在板條激光介質(zhì)大面鍵合或光膠熱導(dǎo)率高、透光性好的透明熱沉的方式，代替現(xiàn)有的金屬熱沉焊接的方式，可以消除焊接對(duì)激光介質(zhì)造成的應(yīng)力，同時(shí)使用透明冷卻裝置，可以實(shí)現(xiàn)兩表面分別制冷，減小縱向上產(chǎn)生的熱梯度，從而實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊包括:板條激光介質(zhì)1、透明熱沉2、透明冷卻裝置3和半導(dǎo)體泵浦源4 ;所述板條激光介質(zhì)I為具有上下兩個(gè)大表面的板條狀結(jié)構(gòu)，所述板條狀結(jié)構(gòu)按縱截面外形分為為矩形板條狀結(jié)構(gòu)、以布魯斯特角切割的平行四邊形板條狀結(jié)構(gòu)或以布魯斯特角切割的等腰梯形板條狀結(jié)構(gòu)；所述透明熱沉2鍵合或光膠在所述板條激光介質(zhì)I至少一個(gè)大面上；所述透明熱沉2選用的透明材料為具有高熱導(dǎo)率，并對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光透過率高的透明材料；所述透明冷卻裝置3與所述透明熱沉2形成為所述板條激光介質(zhì)I提供冷卻的具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔；所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I兩大面中的一個(gè)或者兩個(gè)；用于提供更高的泵浦能量時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I的兩個(gè)大面；用于獲得更簡單的模塊結(jié)構(gòu)時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I的一個(gè)大面；所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊用作激光諧振腔內(nèi)的激光振蕩器時(shí)，需在所述板條激光介質(zhì)I與透明熱沉2之間鍍有對(duì)泵光高透的增透膜；所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊用作激光放大器時(shí)，需在所述板條激光介質(zhì)I與透明熱沉2之間鍍有對(duì)種子光高反且對(duì)泵浦光高透的介質(zhì)膜。
[0008]優(yōu)選地，所述板條激光介質(zhì)I的材質(zhì)由摻雜Nd離子的晶體、摻雜Nd離子的玻璃、摻雜Nd離子的陶瓷、摻雜Yb離子的晶體、摻雜Yb離子的玻璃或摻雜Yb離子的陶瓷中的任何一種材料單獨(dú)制成。
[0009]優(yōu)選地，所述的透明熱沉2的材料為碳化硅或透明氧化鋁陶瓷。
[0010]優(yōu)選地，所述的透明熱沉2的形狀為長方體，所述長方體的長和寬與所述板條激光介質(zhì)I的大面的長和寬相同。
[0011]優(yōu)選地，所述透明熱沉2的長方體外形中間設(shè)置有微通道。
[0012]優(yōu)選地，所述的透明冷卻裝置3的材料為石英。
[0013]優(yōu)選地，所述的透明冷卻裝置3的形狀為中間帶有長方形槽的長方體，長寬與所述透明熱沉2相同，所述透明冷卻裝置3與所述透明熱沉2以O(shè)圈密封的方式構(gòu)成具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔。
[0014]優(yōu)選地，所述透明冷卻裝置3內(nèi)部的冷卻介質(zhì)循環(huán)通道中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)為液體冷卻介質(zhì)或氣體冷卻介質(zhì)。
[0015]優(yōu)選地，位于所述板條激光介質(zhì)I與透明熱沉2之間的鍍膜為Si02膜。
[0016](三)有益效果
[0017]本發(fā)明的高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊與現(xiàn)有板條激光器的上下表面大面積泵浦方案相比，采用熱導(dǎo)率高、透光性好的透明熱沉及使用透明冷卻裝置的方式，實(shí)現(xiàn)上下兩個(gè)表面同時(shí)冷卻，從而減小縱向產(chǎn)生的熱梯度；同時(shí)，透明熱沉采用鍵合或光膠的形式與板條激光介質(zhì)相連接，可以消除金屬熱沉焊接對(duì)激光介質(zhì)造成的應(yīng)力，從而實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出；透明冷卻裝置采用石英制成，對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光具高透過率，使得透明冷卻裝置對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光損耗較小。應(yīng)用本發(fā)明所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，泵浦光透過透明冷卻裝置和透明熱沉入射到板條激光介質(zhì)，能實(shí)現(xiàn)同一大面的冷卻和泵浦。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例1所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例2所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例3所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例4所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例5所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是根據(jù)本發(fā)明一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊的實(shí)施例中的實(shí)施例6所描述的激光器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1、板條激光介質(zhì)；2 - 01、第一透明熱沉；2 - 02、第二透明熱沉；3 — 01、第
一透明冷卻裝置；3 - 02、第二透明冷卻裝置；4 - 01、第一半導(dǎo)體泵浦源；4 - 02、第二半導(dǎo)體泵浦源；5 - 01、第一泵浦光束；5 - 02、第二泵浦光束。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0027]本發(fā)明提供的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其包括:板條激光介質(zhì)1、與所述板條激光介質(zhì)I鍵合或光膠在一起的透明熱沉2、透明冷卻裝置3和半導(dǎo)體泵浦源4。
[0028]板條激光介質(zhì)I為具有上下兩個(gè)大表面的板條狀結(jié)構(gòu)，所述板條狀結(jié)構(gòu)按縱截面外形分為為矩形板條狀結(jié)構(gòu)、以布魯斯特角切割的平行四邊形板條狀結(jié)構(gòu)或以布魯斯特角切割的等腰梯形板條狀結(jié)構(gòu)；透明熱沉2鍵合或光膠在板條激光介質(zhì)I至少一個(gè)大面上；透明熱沉2選用的透明材料為具有高熱導(dǎo)率，并對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光透過率高的透明材料；透明冷卻裝置3與透明熱沉2形成為板條激光介質(zhì)I提供冷卻的具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔；所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I兩大面中的一個(gè)或者兩個(gè)；用于提供更高的泵浦能量時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I的兩個(gè)大面；用于獲得更簡單的模塊結(jié)構(gòu)時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源4所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)I的一個(gè)大面；高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊用作激光諧振腔內(nèi)的激光振蕩器時(shí)，需在板條激光介質(zhì)I與透明熱沉2之間鍍有對(duì)泵光高透的增透膜；高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊通過注入激光，用作激光放大器時(shí)，需在板條激光介質(zhì)I與透明熱沉2之間鍍有對(duì)種子光高反且對(duì)泵浦光高透的介質(zhì)膜。
[0029]本發(fā)明中的透明熱沉2由熱導(dǎo)率高、透光性好的材料制成，被加工成微通道結(jié)構(gòu)以增加冷卻面積并形成湍流，進(jìn)而達(dá)到更好的冷卻效果。透明熱沉2采用鍵合或光膠的形式與板條激光介質(zhì)I連接，消除金屬熱沉焊接帶來的應(yīng)力。透明冷卻裝置3所用材料對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光具高透過率，半導(dǎo)體泵浦源4產(chǎn)生的泵浦光束5通過該透明冷卻裝置及透明熱沉進(jìn)入板條激光介質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大面積均勻泵浦；同時(shí)由于上下兩個(gè)表面同時(shí)冷卻，減小縱向產(chǎn)生的熱梯度，從而實(shí)現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量的激光輸出。
[0030]板條激光介質(zhì)I的材質(zhì)由摻雜Nd離子的晶體、摻雜Nd離子的玻璃、摻雜Nd離子的陶瓷、摻雜Yb離子的晶體、摻雜Yb離子的玻璃或摻雜Yb離子的陶瓷中的任何一種材料單獨(dú)制成。[0031]摻雜Nd離子的晶體為摻釹乾招石槽石(Nd:YAG)、摻釹I凡酸乾(Nd:YV04)、摻釹釓鎵石榴石(Nd:GGG)、摻釹氟化釔鋰(Nd: YLF)、摻釹鋁酸釔(Nd = YAP)或摻釹氟磷酸鍶(Nd:S-FAP)；
[0032]摻雜Yb離子的晶體為摻鐿釔鋁石榴石(Yb: YAG )、摻鐿釩酸釔(Yb: YV04 )、摻鐿釓鎵石榴石(Yb:GGG)、摻鐿氟化釔鋰(Yb:YLF)、摻鐿鋁酸釔(Yb = YAP)或摻鐿氟磷酸鍶(Yb:S-FAP)。
[0033]透明熱沉2所用的透明材料為碳化硅、透明氧化鋁陶瓷，具有高熱導(dǎo)率，并對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光具有低損耗系數(shù)。
[0034]透明熱沉2的形狀為中間帶有微通道的長方體，其長寬與板條板條激光介質(zhì)的大面長寬匹配。
[0035]透明冷卻裝置3其材料為石英，對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光具高透過率，使得對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光損耗較小。
[0036]透明冷卻裝置3其形狀為中間帶有長方形槽的長方體，長寬與透明熱沉匹配，二者以O(shè)圈密封的方式構(gòu)成具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔。
[0037]透明冷卻裝置3的冷卻通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)為液體冷卻介質(zhì)或氣體冷卻介質(zhì)。
[0038]半導(dǎo)體泵浦源4置于板條激光介質(zhì)I 一側(cè)大面外側(cè)、或?qū)ΨQ地置于板條激光介質(zhì)I兩側(cè)大面外側(cè)；半導(dǎo)體泵浦源4為半導(dǎo)體激光器或半導(dǎo)體激光器陣列。
[0039]高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，可置于激光諧振腔內(nèi)作為激光振蕩器，也可以注入激光，用作激光放大器。
[0040]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0041]實(shí)施例1:
[0042]圖1所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、第一半導(dǎo)體泵浦源4 - 01、第二半導(dǎo)體泵浦源4 - 02、第一泵浦光束5 — 01和第二泵浦光束5 — 02。
[0043]板條激光介質(zhì)I選用Nd = YAG晶體，Nd離子摻雜濃度為0.6%，其尺寸為80mmX30mmX3mm的平行六面體板條,板條的兩個(gè)上下大平面平行，兩個(gè)左右端面也平行并與大平面成布魯斯特角；
[0044]半導(dǎo)體泵浦源4包含2個(gè)泵浦面陣，每個(gè)面陣由60個(gè)半導(dǎo)體激光(LD)列陣組成，按20行3列排列，每個(gè)LD輸出功率20W，波長808nm ;半導(dǎo)體泵源3發(fā)射的泵浦激光4由光束整形系統(tǒng)整形為80X30mm 口徑的光束從板條激光介質(zhì)I的上下兩大面對(duì)稱進(jìn)入板條激光介質(zhì)I進(jìn)行泵浦，用于提供更高的泵浦能量；
[0045]板條激光介質(zhì)I上下兩大平面分別鍵合或光膠熱導(dǎo)率高、透光性好的透明熱沉2 ；透明熱沉2被加工成微通道結(jié)構(gòu)以增加冷卻面積并形成湍流，從而進(jìn)一步提高冷卻效率，透明冷卻裝置3內(nèi)部有水冷通道，由循環(huán)水進(jìn)行冷卻，由此對(duì)板條激光介質(zhì)I進(jìn)行冷卻；板條激光介質(zhì)I左右兩端面分別鍍有1064nm增透膜，可產(chǎn)生高功率、高光束質(zhì)量的1064nm激光輸出。特別的，當(dāng)板條激光介質(zhì)上下表面鍍有1064nm高反、808nm增透的SiO2膜時(shí)，該激光模塊可作為1064nm激光放大器。
[0046]實(shí)施例2:[0047]圖2所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、半導(dǎo)體泵浦源4和泵浦光束5。
[0048]由圖可知，本實(shí)施例基于實(shí)施例1中高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊作出了技術(shù)改進(jìn)。與實(shí)施例1相比，本實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)之處在于泵浦方式由雙側(cè)大面泵浦改為單側(cè)大面泵浦，用于獲得更簡單的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體泵浦源4包含I個(gè)泵浦面陣，該面陣由60個(gè)半導(dǎo)體激光(LD)列陣組成，按20行3列排列，每個(gè)LD輸出功率20W，波長808nm。單側(cè)泵浦相對(duì)于雙側(cè)對(duì)稱泵浦，結(jié)構(gòu)較簡單，更易于操作。
[0049]實(shí)施例3:
[0050]圖3所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、第一半導(dǎo)體泵浦源4 - 01、第二半導(dǎo)體泵浦源4 - 02、第一泵浦光束5 — 01和第二泵浦光束5 — 02。
[0051]由圖可知，本實(shí)施例基于實(shí)施例1中高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊作出了技術(shù)改進(jìn)。與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)不同之處在于板條激光介質(zhì)I的縱截面由以布魯斯特角切割的平行四邊形板條結(jié)構(gòu)改為以布魯斯特角切割的等腰梯形板條結(jié)構(gòu)，用于獲得不同方向的激光輸出。等腰梯形上下兩邊尺寸分別為80mm和100mm,板條厚度為3mm,板條寬度為30mm,板條的兩個(gè)上下大平面平行，兩個(gè)左右端面與大平面成布魯斯特角。
[0052]實(shí)施例4:
[0053]圖4所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、半導(dǎo)體泵浦源4和泵浦光束5。
[0054]由圖可知，本實(shí)施例基于實(shí)施例3中高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊作出了技術(shù)改進(jìn)。與實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)不同之處在于泵浦方式由雙側(cè)大面泵浦改為單側(cè)大面泵浦，用于獲得更簡單的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體泵浦源4包含I個(gè)泵浦面陣，該面陣由60個(gè)半導(dǎo)體激光(LD)列陣組成，按20行3列排列，每個(gè)LD輸出功率20W，波長808nm。單側(cè)泵浦相比于雙側(cè)對(duì)稱泵浦，結(jié)構(gòu)較簡單，更易于操作。
[0055]實(shí)施例5:
[0056]圖5所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、第一半導(dǎo)體泵浦源4 - 01、第二半導(dǎo)體泵浦源4 - 02、第一泵浦光束5 — 01和第二泵浦光束5 — 02。
[0057]由圖可知，本實(shí)施例基于實(shí)施例1中高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊作出了技術(shù)改進(jìn)。與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)不同之處在于板條激光介質(zhì)I由以布魯斯特角切割的平行四邊形板條結(jié)構(gòu)改為矩形板條結(jié)構(gòu)，使泵浦光在激光介質(zhì)中分布更加均勻。所述矩形板條的尺寸為 80_X 30_X 3mm。
[0058]實(shí)施例6:
[0059]圖6所示:一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，包括:板條激光介質(zhì)1、第一透明熱沉2 - 01、第二透明熱沉2 - 02、第一透明冷卻裝置3 - 01、第二透明冷卻裝置3 —02、半導(dǎo)體泵浦源4和泵浦光束5。
[0060]由圖可知，本實(shí)施例基于實(shí)施例5中高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊作出了技術(shù)改進(jìn)。與實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)不同之處在于泵浦方式由雙側(cè)大面泵浦改為單側(cè)大面泵浦，用于獲得更簡單的結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體泵浦源4包含I個(gè)泵浦面陣，該面陣由60個(gè)半導(dǎo)體激光(LD)列陣組成，按20行3列排列，每個(gè)LD輸出功率20W，波長808nm。單側(cè)泵浦相比于雙側(cè)對(duì)稱泵浦，結(jié)構(gòu)較簡單，更易于操作。
[0061]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊包括:板條激光介質(zhì)(I)、透明熱沉(2)、透明冷卻裝置(3)和半導(dǎo)體泵浦源(4);所述板條激光介質(zhì)(I)為具有上下兩個(gè)大表面的板條狀結(jié)構(gòu)，所述板條狀結(jié)構(gòu)按縱截面外形分為為矩形板條狀結(jié)構(gòu)、以布魯斯特角切割的平行四邊形板條狀結(jié)構(gòu)或以布魯斯特角切割的等腰梯形板條狀結(jié)構(gòu)；所述透明熱沉(2)鍵合或光膠在所述板條激光介質(zhì)(I)至少一個(gè)大面上；所述透明熱沉(2)選用的透明材料為具有高熱導(dǎo)率，并對(duì)泵浦源發(fā)射的泵浦光透過率高的透明材料；所述透明冷卻裝置(3)與所述透明熱沉(2)形成為所述板條激光介質(zhì)(I)提供冷卻的具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔；所述半導(dǎo)體泵浦源(4)所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)(I)兩大面中的一個(gè)或者兩個(gè)；用于提供更高的泵浦能量時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源(4)所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)(I)的兩個(gè)大面；用于獲得更簡單的模塊結(jié)構(gòu)時(shí)，所述半導(dǎo)體泵浦源(4)所產(chǎn)生的泵浦光對(duì)準(zhǔn)所述板條激光介質(zhì)(I)的一個(gè)大面；所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊用作激光諧振腔內(nèi)的激光振蕩器時(shí)，需在所述板條激光介質(zhì)(I)與透明熱沉(2)之間鍍有對(duì)泵光高透的增透膜；所述高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊用作激光放大器時(shí)，需在所述板條激光介質(zhì)(I)與透明熱沉(2)之間鍍有對(duì)種子光高反且對(duì)泵浦光高透的介質(zhì)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述板條激光介質(zhì)(I)的材質(zhì)由摻雜Nd離子的晶體、摻雜Nd離子的玻璃、摻雜Nd離子的陶瓷、摻雜Yb離子的晶體、摻雜Yb離子的玻璃或摻雜Yb離子的陶瓷中的任何一種材料單獨(dú)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述的透明熱沉(2)的材料為碳化硅或透明氧化鋁陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述的透明熱沉(2)的形狀為長方體，所述長方體的長和寬與所述板條激光介質(zhì)(I)的大面的長和寬相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述透明熱沉(2)的長方體外形中間設(shè)置有微通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述的透明冷卻裝置(3)的材料為石英。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述的透明冷卻裝置(3)的形狀為中間帶有長方形槽的長方體，長寬與所述透明熱沉(2)相同，所述透明冷卻裝置(3)與所述透明熱沉(2)以O(shè)圈密封的方式構(gòu)成具有冷卻介質(zhì)循環(huán)通道的密封腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，所述透明冷卻裝置(3)內(nèi)部的冷卻介質(zhì)循環(huán)通道中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)為液體冷卻介質(zhì)或氣體冷卻介質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高效冷卻的大面泵浦板條激光模塊，其特征在于，位于所述板條激光介質(zhì)(I)與透明熱沉(2)之間的鍍膜為SiO2膜。
【文檔編號(hào)】H01S3/042GK103928826SQ201410135912
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】許祖彥, 王鵬遠(yuǎn), 薄勇, 彭欽軍, 申玉, 宗楠 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所