一種端面泵浦固體激光晶體散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固體激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]激光器由光學(xué)諧振腔、栗浦系統(tǒng)和激光增益介質(zhì)這三部分組成。激光介質(zhì)吸收栗浦能量后，由于量子虧損等原因，部分能量轉(zhuǎn)換為激光輸出，另一部分能量轉(zhuǎn)換為熱量沉積在激光介質(zhì)中。為防止熱量沉積，需要對激光介質(zhì)進(jìn)行冷卻，從而導(dǎo)致激光介質(zhì)內(nèi)的溫度梯度分布，介質(zhì)的溫度梯度分布會導(dǎo)致熱透鏡效應(yīng)、栗浦能量損失，嚴(yán)重時會導(dǎo)致激光增益介質(zhì)的損壞。在固體激光器中，增益介質(zhì)的熱效應(yīng)是影響激光器腔內(nèi)光束分布及輸出光束功率及光束質(zhì)量最關(guān)鍵的因素。
[0003]現(xiàn)階段固體激光器廣泛采用的冷卻方式為通過制冷設(shè)備提供溫度較低的去離子水實(shí)現(xiàn)激光晶體的冷卻，該方法簡單易行已被廣泛使用，但是仍存在漏水，占用體積大，不利于在激光器產(chǎn)品中應(yīng)用等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置。
[0005]本實(shí)用新型所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置，包括第一金屬熱沉、第二金屬熱沉以及晶體夾具。
[0007]晶體夾具是兩頭小中間大的階梯圓柱型結(jié)構(gòu)，在中心圓柱兩側(cè)均同心設(shè)置直徑小于中心圓柱的圓柱體凸塊，階梯圓柱型結(jié)構(gòu)沿一條直徑切開，分為a、b兩塊，a塊的中心圓柱一側(cè)削去兩肩并在其上打有通孔，b塊在a塊相應(yīng)位置設(shè)有螺紋盲孔，用以連接a塊、b塊；晶體夾具中心設(shè)有正方形晶體凹槽，凹槽夾持面光滑，契合激光晶體的接觸面，夾持松緊由連接兩塊的螺絲確定；
[0008]第一金屬熱沉呈L形，第一金屬熱沉的長邊所在平面設(shè)有與晶體夾具相配合的階梯圓柱型凹槽和4個螺孔，用以放置晶體夾具；第一金屬熱沉長邊上設(shè)有循環(huán)水通道，L的短邊所在平面上設(shè)有固定用的通孔；第二金屬熱沉是正方形板，其上設(shè)有循環(huán)水通道，中間設(shè)有與第一金屬熱沉相同的階梯型凹槽，四角設(shè)有4個通孔，用以連接第一金屬熱沉；第一金屬熱沉、第二金屬熱沉左右加緊晶體夾具，由其上的四個螺釘確保晶體夾具與第一金屬熱沉、第二金屬熱沉緊貼，晶體夾具的中心圓柱厚度大于2倍階梯型凹槽深度；
[0009]晶體夾具與第一金屬熱沉、第二金屬熱沉接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:
[0011]I)本實(shí)用新型提供了一種用于激光二極管端面栗浦固體激光器中方形晶體棒的冷卻裝置，冷卻裝置的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎合理，使用方便。
[0012]2)本實(shí)用新型提供一種簡單的晶體夾具，晶體棒包裹銦膜置于晶體夾具的晶體凹槽中，上下兩塊夾具受力均勻，防止晶體局部過熱膨脹斷裂。夾具中沒有循環(huán)水通道，避免因漏水而損壞晶體。
[0013]3)本實(shí)用新型采用兩塊熱沉夾持晶體夾具的方式散熱，兩塊熱沉中有循環(huán)水通道，其與晶體夾具的接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂，有利于栗浦產(chǎn)生的熱向熱沉轉(zhuǎn)移，提高了整個裝置的散熱能力。
[0014]4)本實(shí)用新型將水管接口朝下置放，防止漏水對整個光路的危害，節(jié)省激光器占用的空間，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0015]5)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)成本低，適用性強(qiáng)，有利于固體激光器的發(fā)展。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便，能夠有效降低方形激光晶體內(nèi)部的熱沉積，有效改善了輸出光束質(zhì)量，避免晶體炸裂，實(shí)用性強(qiáng)，便于推廣。
【附圖說明】
[0017]圖1為端面栗浦固體激光晶體散熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2本實(shí)用新型的第一金屬熱沉結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3本實(shí)用新型的第二金屬熱沉結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4本實(shí)用新型的晶體夾具結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，一種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置，包括第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2以及晶體夾具3。
[0023]如圖2~4所示，晶體夾具3是兩頭小中間大的階梯圓柱型結(jié)構(gòu)，在中心圓柱兩側(cè)均同心設(shè)置直徑小于中心圓柱的圓柱體凸塊，階梯圓柱型結(jié)構(gòu)沿一條直徑切開，分為a、b兩塊，a塊的中心圓柱一側(cè)削去兩肩并在其上打有通孔，b塊在a塊相應(yīng)位置設(shè)有螺紋盲孔，用以連接a塊、b塊；晶體夾具3中心設(shè)有正方形晶體凹槽，凹槽夾持面光滑，契合激光晶體的接觸面，夾持松緊由連接兩塊的螺絲確定；
[0024]第一金屬熱沉I呈L形，第一金屬熱沉I的長邊所在平面設(shè)有與晶體夾具3相配合的階梯圓柱型凹槽和4個螺孔，用以放置晶體夾具3 ;第一金屬熱沉I長邊上設(shè)有循環(huán)水通道，L的短邊所在平面上設(shè)有固定用的通孔；第二金屬熱沉2是正方形板，其上設(shè)有與第一金屬熱沉I相同的循環(huán)水通道，中間設(shè)有與第一金屬熱沉I相同的階梯型凹槽，四角設(shè)有4個通孔，用以連接第一金屬熱沉I ;第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2左右加緊晶體夾具3，由其上的四個螺釘確保晶體夾具3與第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2緊貼，晶體夾具3的中心圓柱厚度大于2倍階梯型凹槽深度；
[0025]晶體夾具3與第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂。
[0026]本實(shí)用新型的端面栗浦固體激光晶體散熱裝置工作過程如下:
[0027]將端面為正方形的晶體包裹銦膜后放入晶體夾具3的b塊上，將a塊置于b塊上用螺絲固定，防止晶體滑動。再用導(dǎo)熱硅脂均勻的涂在晶體夾具3與第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2接觸的4個平面和3個圓柱面上，有利于熱向第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2擴(kuò)散，并將其置于第一金屬熱沉I中。第二金屬熱沉2從另一面夾持晶體夾具3，并用四個螺釘連接固定，保證三塊熱沉之間的良好接觸，并且防止晶體夾具3移動。給第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2接上水管后固定在激光器中，水管朝下，不占用激光器光路所在平面及其上的空間，避免因意外漏水而危及光路。給第一金屬熱沉1、第二金屬熱沉2通入20°C左右的恒溫水，在激光晶體兩端栗如一定功率的栗浦激光，用熱像儀觀察整個裝置，發(fā)現(xiàn)除栗浦端面外整個裝置溫度在20°C左右，散熱良好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置，其特征在于包括第一金屬熱沉(1)、第二金屬熱沉(2)以及晶體夾具(3)； 晶體夾具(3)是兩頭小中間大的階梯圓柱型結(jié)構(gòu)，在中心圓柱兩側(cè)均同心設(shè)置直徑小于中心圓柱的圓柱體凸塊，階梯圓柱型結(jié)構(gòu)沿一條直徑切開，分為a、b兩塊，a塊的中心圓柱一側(cè)削去兩肩并在其上打有通孔，b塊在a塊相應(yīng)位置設(shè)有螺紋盲孔，用以連接a塊、b塊；晶體夾具(3)中心設(shè)有正方形晶體凹槽，凹槽夾持面光滑，契合激光晶體的接觸面，夾持松緊由連接兩塊的螺絲確定； 第一金屬熱沉(I)呈L形，第一金屬熱沉(I)的長邊所在平面設(shè)有與晶體夾具(3 )相配合的階梯圓柱型凹槽和4個螺孔，用以放置晶體夾具(3);第一金屬熱沉(I)長邊上設(shè)有循環(huán)水通道，L的短邊所在平面上設(shè)有固定用的通孔；第二金屬熱沉(2)是正方形板，其上設(shè)有循環(huán)水通道，中間設(shè)有與第一金屬熱沉(I)相同的階梯型凹槽，四角設(shè)有4個通孔，用以連接第一金屬熱沉(I);第一金屬熱沉(I )、第二金屬熱沉(2)左右加緊晶體夾具(3)，由其上的四個螺釘確保晶體夾具(3)與第一金屬熱沉(1)、第二金屬熱沉(2)緊貼，晶體夾具(3)的中心圓柱厚度大于2倍階梯型凹槽深度。2.如權(quán)利要求1所述的一種端面栗浦固體激光晶體散熱裝置，其特征在于，晶體夾具(3)與第一金屬熱沉(I)、第二金屬熱沉(2)接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種端面泵浦固體激光晶體散熱裝置。包括第一金屬熱沉、第二金屬熱沉以及晶體夾具。晶體夾具上沒有循環(huán)水通道避免漏水損壞晶體，其被夾持與兩塊基本對稱的熱沉之中，其與熱沉接觸面涂有導(dǎo)熱硅脂，加快熱向熱沉傳遞。熱沉中有循環(huán)水通道，特別的為減少空間占用和防止意外漏水將水管從熱沉下方接入，便于工業(yè)化生產(chǎn)。本實(shí)用新型能有效降低方形晶體棒內(nèi)部的熱負(fù)荷，有效提高了激光器輸出效率并改善了光束質(zhì)量，避免了晶體因溫度過高而引起的炸裂。
【IPC分類】H01S3/042
【公開號】CN204732668
【申請?zhí)枴緾N201520481162
【發(fā)明人】劉崇, 胡淼
【申請人】杭州單色科技有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月7日