一种多光束合成转动激光器及激光设备制造技术

技术编号:21407511 阅读:25 留言:0更新日期:2019-06-19 09:41
本实用新型专利技术实施例提供的一种多光束合成转动激光器及激光设备,属于固体激光器技术领域。该多光束合成转动激光器包括本体、激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区、电机;激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区和电机均设于所述本体内;所述电机均固定安装在所述本体内,所述电机的输出轴与所述激光介质连接;所述内冷却装置设于所述激光介质的内表面,所述外冷却装置设于所述激光介质的外表面;所述激光介质用于吸收泵浦光,从而对由激光种子源分离并注入至所述激光介质的各子光束进行功率放大。以减小增益介质热负载及热负载分布的不均匀性,从而提升激光器光束质量和远场亮度水平。

A Multi-beam Synthetic Rotating Laser and Laser Equipment

The embodiment of the utility model provides a multi-beam synthetic rotation laser and laser equipment, which belongs to the technical field of solid-state lasers. The multi-beam synthetic rotating laser comprises a body, a laser medium, an internal cooling device, an external cooling device, a pump area and a motor; the laser medium, an internal cooling device, an external cooling device, a pump area and a motor are all arranged in the body; the motors are fixed in the body, and the output shaft of the motor is connected with the laser medium; the internal cooling device is arranged in the body. The inner surface of the laser medium is described, and the external cooling device is arranged on the outer surface of the laser medium. The laser medium is used to absorb the pump light, thereby amplifying the power of each sub-beam separated from the laser seed source and injected into the laser medium. In order to reduce the non-uniformity of thermal load and thermal load distribution in gain medium, the beam quality and far-field brightness of laser are improved.

【技术实现步骤摘要】
一种多光束合成转动激光器及激光设备
本技术涉及固体激光器
,具体而言,涉及一种多光束合成转动激光器及激光设备。
技术介绍
激光二极管泵浦固体激光器具有结构紧凑、体积小巧、电力驱动、无污染、成本低廉等诸多优势,在工业、军事、科研和医疗等领域有着广泛的应用需求。随着固体激光器输出功率的增大,激光介质的热负载越来越大,导致单口径输出固体激光器的亮度水平受限,而且,激光介质热分布的不均匀性会进一步影响输出激光的亮度水平与光束质量,从而限制了固体激光器的进一步应用。目前的散热技术主要通过优化冷却流道设计实现对固体激光器增益介质的散热,然而由于泵浦源强度分布的不均匀性以及增益介质散热的边界条件,导致增益介质必然出现二维或三维温度梯度分布,严重影响了固体激光器输出激光的亮度水平与光束质量。多光束合成技术是实现激光器亮度扩展的有效途径,目前的多光束合成技术主要是将各子光束激光通过对应的增益系统分别放大后,利用各子光束激光传播特性和相位控制技术,实现多光束远场的相干合成,或者利用各子光束激光传输特性实现多光束远场的非相干合成,从而扩展单个激光器在远场的亮度水平。固体激光器具有高亮度水平输出的潜力,而采用现有的方法实现多光束合成必然导致激光装置体积庞大,不利于实际应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多光束合成转动激光器及激光设备,可以解决上述技术问题。本技术的实施例是这样实现的:第一方面,本技术实施例提供一种多光束合成转动激光器,其包括本体、激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区、电机;所述激光介质、所述内冷却装置、所述外冷却装置、所述泵浦区和所述电机均设于所述本体内;所述电机均固定安装在所述本体内,所述电机的输出轴与所述激光介质连接,用于驱动所述激光介质匀速转动;所述内冷却装置设于所述激光介质的内表面,所述外冷却装置设于所述激光介质的外表面;所述激光介质用于吸收泵浦光,从而对由激光种子源分离并注入至所述激光介质的各子光束进行功率放大;所述内冷却装置和所述外冷却装置用于对所述激光介质进行散热;所述泵浦区用于固定泵浦源,为所述激光介质提供泵浦。在本技术较佳的实施例中,上述泵浦区设于所述外冷却装置与所述本体之间。在本技术较佳的实施例中,上述泵浦区设于所述内冷却装置的内侧。在本技术较佳的实施例中,上述激光介质包括激光介质端帽、齿轮和激光增益介质,所述齿轮设于所述激光介质端帽上;所述激光介质端帽,用于为所述激光介质提供夹持固定密封以及确定所入射的各子光束激光的传播路径;所述齿轮与所述电机的输出端啮合,所述齿轮用于在所述电机的驱动下驱动所述激光介质匀速转动;所述激光增益介质用于吸收所述泵浦源所发出的泵浦光并将入射的子光束激光进行功率放大。在本技术较佳的实施例中,上述激光介质端帽、所述齿轮和所述激光增益介质一体成型。在本技术较佳的实施例中,上述激光介质端帽为内角锥结构或外角锥结构。在本技术较佳的实施例中,上述内冷却装置包括内层冷却介质通道、内层旋转密封圈、内冷却层壳体以及填充于激光介质内壁与内冷却层壳体间的冷却介质;所述内层冷却介质通道与外部冷却系统连接,所述内层冷却介质通道设于所述内冷却层壳体内,所述内冷却层壳体通过所述内层旋转密封圈与所述激光介质的内壁连接。在本技术较佳的实施例中,上述外冷却装置包括外层冷却介质通道、外层旋转密封圈、外冷却层壳体以及填充于激光介质外壁与外冷却层壳体间的冷却介质;所述外层冷却介质通道与外部冷却系统连接,所述外层冷却介质通道设于所述外冷却层壳体内,所述外冷却层壳体通过所述外层旋转密封圈与所述激光介质的外壁连接。在本技术较佳的实施例中,上述本体包括激光器外壳和激光支撑结构,所述激光器外壳盖合在所述激光支撑结构上;所述电机固定安装在所述激光支撑结构上,所述激光介质、所述内冷却装置、所述外冷却装置、所述泵浦区和所述电机均位于所述激光器外壳与所述激光支撑结构形成的容腔内。第二方面,本技术实施例提供一种激光设备,其包括如第一方面任意一项所述的多光束合成转动激光器。本技术实施例的有益效果是:本技术实施例提供了一种多光束合成转动激光器及激光设备,通过设置本体、激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区、电机,从而在由同一种激光种子源分离的多束子光束激光按照一定的空间分布入射至激光介质后,通过电机驱动激光介质相对于泵浦源匀速转动,使得固定于泵浦区的泵浦源始终只对激光介质的小部分区域进行泵浦,从而使激光介质的热负载分布更均匀并有效降低激光介质的热负载,同时采用内冷却装置、所述外冷却装置、或内外冷却装置同时冷却的方法对激光介质进行散热,可有效提高激光介质的散热能力,从而提高多光束合成转动激光器各子光束激光的输出亮度,以及多光束合成转动激光器远场激光亮度水平。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本技术实施例而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术提供的一种多光束合成转动激光器的结构示意图;图2为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的本体的结构示意图;图3为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的一种激光介质的结构示意图;图4为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的一种激光介质的端帽的结构示意图;图5为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的一种激光介质的横截面的结构示意图;图6为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的冷却功能的结构示意图;图7为图1所示的一种多光束合成转动激光器中的一种泵浦功能的结构示意图;图8为图4所示端帽结构的一种泵浦结构示意图;图9为图4所示端帽结构的另一种泵浦结构示意图。图标:100-多光束合成转动激光器;110-本体;120-激光介质;130-内冷却装置;140-外冷却装置;150-泵浦区;160-电机;111-激光器外壳;112-激光支撑结构;121-激光介质端帽;122-齿轮;123-激光增益介质;124-激光介质内壁;125-激光介质外壁;126-子光束激光放大区;131-内层冷却介质通道;132-内层旋转密封圈;133-内冷却层壳体;141-外层冷却介质通道;142-外层旋转密封圈;143-外冷却层壳体。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多光束合成转动激光器,其特征在于,包括:本体、激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区和电机;所述激光介质、所述内冷却装置、所述外冷却装置、所述泵浦区和所述电机均设于所述本体内;所述电机均固定安装在所述本体内,所述电机的输出轴与所述激光介质连接,用于驱动所述激光介质匀速转动;所述内冷却装置设于所述激光介质的内表面,所述外冷却装置设于所述激光介质的外表面;所述激光介质用于吸收泵浦光,从而对由激光种子源分离并注入至所述激光介质的各子光束进行功率放大;所述内冷却装置和所述外冷却装置用于对所述激光介质进行散热;所述泵浦区用于固定泵浦源,为所述激光介质提供泵浦。

【技术特征摘要】
1.一种多光束合成转动激光器,其特征在于,包括:本体、激光介质、内冷却装置、外冷却装置、泵浦区和电机;所述激光介质、所述内冷却装置、所述外冷却装置、所述泵浦区和所述电机均设于所述本体内;所述电机均固定安装在所述本体内,所述电机的输出轴与所述激光介质连接,用于驱动所述激光介质匀速转动;所述内冷却装置设于所述激光介质的内表面,所述外冷却装置设于所述激光介质的外表面;所述激光介质用于吸收泵浦光,从而对由激光种子源分离并注入至所述激光介质的各子光束进行功率放大;所述内冷却装置和所述外冷却装置用于对所述激光介质进行散热;所述泵浦区用于固定泵浦源,为所述激光介质提供泵浦。2.根据权利要求1所述的多光束合成转动激光器,其特征在于,所述泵浦区设于所述外冷却装置与所述本体之间。3.根据权利要求1所述的多光束合成转动激光器,其特征在于,所述泵浦区设于所述内冷却装置的内侧。4.根据权利要求1所述的多光束合成转动激光器,其特征在于,所述激光介质包括激光介质端帽、齿轮和激光增益介质,所述齿轮设于所述激光介质端帽上;所述激光介质端帽,用于为所述激光介质提供夹持固定密封以及确定所入射的各子光束激光的传输路径;所述齿轮与所述电机的输出端啮合,所述齿轮用于在所述电机的驱动下驱动所述激光介质匀速转动;所述激光增益介质用于吸收所述泵浦源所发出的泵浦光并将入射的子光束激光进行功率放大。5.根据权利要求4所述的多光束合成...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈本剑唐选李敏刘玙黄珊冯曦王建军李明中景峰
申请(专利权)人:中国工程物理研究院激光聚变研究中心
类型:新型
国别省市:四川,51

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