防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块制造技术

本发明专利技术公开了一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，包括：激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器、端头、外密封器；第一散热器、第二散热器、第三散热器、聚光腔和端头之间形成内密封腔，用于防止侧面泵浦激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高生成挥发物质污染激光二极管发光腔面；外密封器、端头与所述侧面泵浦激光模块之间形成外密封腔，内密封腔和外密封腔均阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面。该模块解决了侧面泵浦激光模块中激光二极管发光腔面污染的问题，提高了高功率、长时间运转、低吸收全固态侧面泵浦激光器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块
本专利技术涉及全固态侧面泵浦激光器
，具体涉及一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块。
技术介绍
全固态侧面泵浦激光器以其泵浦光输入功率大、吸收均匀、结构紧凑等优点在激光器领域有重要应用。侧面泵浦激光模块是全固态侧面泵浦激光器的核心部件，该部件的可靠性直接决定激光器的可靠性。实验研究发现全固态侧面泵浦激光器，在高功率、长时间运转时激光功率下降、寿命变短，特别是低吸收激光器(即泵浦光被激光晶体棒单次吸收少)，该现象更为严重。深入试验研究后发现导致该现象的主要原因是侧面泵浦激光模块中激光二极管(Laserdiode，简称LD)发光腔面被污染，而污染源主要有两方面：一是侧泵激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高挥发物质污染发光腔面。侧面泵浦激光模块的泵浦光耦合方式特殊，即LD列阵辐射的泵浦光是从聚光腔外壁的通光窗口耦合进入内壁，随后经过石英玻璃管后被所述激光晶体棒吸收，而未被吸收的泵浦光只有部分被聚光腔反射回激光晶体棒进行多次吸收。在该泵浦光耦合过程中，聚光腔中光线发散角度不一样，经多次反射后，必会从聚光腔侧壁通光窗口处溢出剩余泵浦光，辐照侧面泵浦激光模块中的器件，对器件加热导致温升乃至熔融，挥发物质污染LD发光腔面。当为低吸收时，反射次数增加，溢出剩余泵浦光更多，LD发光腔面更易被污染；二是环境扰动导致外界物质进入侧面泵浦激光头模块内部污染LD发光腔面。全固态侧面泵浦激光器在实际应用中，运行环境中存在污染物，当外界扰动时，导致污染物进入模块内部污染LD发光腔面，从而降低侧面泵浦激光模块的可靠性，缩短全固态侧面泵浦激光器的使用寿命。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，该模块有效解决了由于温度导致挥发物质污染和外界环境污染导致的激光二极管发光腔面的污染问题。第一方面，本专利技术提供一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，所述模块包括：激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、由激光二极管热沉、聚醚酰亚胺和激光二极管组成的激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器、端头、外密封器；由所述激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器组成侧面泵浦激光单元；所述激光晶体棒、所述石英玻璃管和聚光腔由内而外依次共轴放置，所述第一散热器与所述激光二极管热沉的一面固定；所述第二散热器与所述聚醚酰亚胺的两个相邻侧面固定；所述第三散热器固定于所述端头上；其中，所述激光晶体棒，用于吸收所述激光二极管列阵辐射的泵浦光；所述激光二极管封装在所述激光二极管热沉上，所述激光二极管列阵为多个，等角度环绕在所述聚光腔的外侧；所述端头，包括左端头和右端头，每个端头分别包括冷却介质密封槽、器件固定孔，位于所述侧面泵浦激光单元的左右两端，用于形成密封通道和固定各部件；所述外密封器，用于密封所述左端头和右端头；所述第一散热器、第二散热器、第三散热器、聚光腔和端头之间形成内密封腔，用于防止侧面泵浦激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高生成挥发物质污染激光二极管发光腔面，并阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面；所述外密封器、端头与所述侧面泵浦激光单元之间形成外密封腔，用于进一步阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面。可选的，所述第一散热器的一面位于所述激光二极管热沉的一端，并通过所述激光二极管热沉进行固定；所述第一散热器内部有通道，用于供冷却介质通过。可选的，所述第二散热器为L型，固定于所述聚醚酰亚胺相邻的两个面上，并与所述聚醚酰亚胺相邻的两个面进行固定；所述第二散热器内部有通道，用于供冷却介质通过。可选的，所述第三散热器与所述左端头和右端头固定连接，连接后位于所述侧面泵浦模块的四周；所述第三散热器内部有通道，用于供冷却介质通过。可选的，所述第一散热器与所述激光二极管热沉之间有缝隙，所述缝隙大小为0.5～2mm。可选的，所述第一散热器、第二散热器、第三散热器之间均有缝隙，所述缝隙大小为0.5～2mm，且均为大热导率材料。可选的，所述激光二极管列阵平行于所述聚光腔；多个所述激光二极管列阵之间等角度对称排布，并环绕所述聚光腔外侧壁一周，且所述激光二极管列阵的个数为奇数个；每个所述激光二极管列阵中的所述聚醚酰亚胺上均设有冷却介质出口和入口。可选的，所述石英玻璃管内径大于所述激光晶体棒的直径，环绕在所述激光晶体棒的外侧，并与所述激光晶体棒的外侧之间形成缝隙。可选的，所述左端头、所述右端头和所述外密封器将所述侧面泵浦激光模块密封；所述左端头上设有与所述激光二极管列阵个数相同的冷却介质入口；所述右端头上设有与所述激光二极管列阵个数相同的冷却介质出口；所述左端头上的冷却介质入口和所述右端头上的冷却介质出口分别与所述激光二极管列阵上的冷却介质入口和冷却介质出口的位置相对应，形成通孔。可选的，所述聚醚酰亚胺左右两端均有长方形凸起，该长方形凸起通过密封圈与所述左端头和所述右端头进行密封连接固定。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，该模块第一散热器、第二散热器、第三散热器、聚光腔和端头之间形成内密封腔，用于防止侧面泵浦激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高生成挥发物质污染激光二极管发光腔面，并阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面；所述端头、外密封器与所述侧面泵浦激光单元之间形成外密封腔，用于进一步阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面，该装置的内密封腔和外密封腔解决了侧面泵浦激光模块中激光二极管发光腔面污染的问题，提高了高功率、长时间运转、低吸收全固态侧面泵浦激光器的可靠性，扩大了该模块的应用场合。附图说明图1是本专利技术实施例防止LD发光腔面污染的侧面泵浦激光模块的基本结构示意图；图2是本专利技术实施例第一散热器的结构示意图；图3是本专利技术实施例第二散热器的结构示意图；图4是本专利技术实施例第三散热器的结构示意图；图5是本专利技术实施例防止LD发光腔面污染的侧面泵浦激光模块的端头外侧基本结构示意图；图6是本专利技术实施例防止LD发光腔面污染的侧面泵浦激光模块的端头内侧基本结构示意图；图7为本专利技术实施例外密封器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术实施例包括内密封腔和外密封腔组成的模块，避免了侧面泵由于长时间运转导致内部器件温度升高挥发物质污染LD发光腔面，还阻止了由于环境扰动导致外界物质进入模块内部污染LD发光腔面。该双层密封腔的技术方案可提高高功率、长时间运转、低吸收全固态侧面泵浦激光器的可靠性，促进其广泛应用。下面首先对内层密封腔的技术方案进行详细说明。图1为一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，所述模块包括：激光晶体棒1、石英玻璃管2、聚光腔3、由激光二极管热沉5、聚醚酰亚胺6和激光二极管组成的激光二极管列阵4、第一散热器7、第二散热器8、第三散热器9、端头11、外密封器10；由所述激光晶体棒1、石英玻璃管2、聚光腔3、激光二极管列阵4、第一散热器7、第二散热器8、第三散热器9组成侧面泵浦激光单元；所述激光晶体棒1、所述石英本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，其特征在于，所述模块包括：激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、由激光二极管热沉、聚醚酰亚胺和激光二极管组成的激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器、端头、外密封器；由所述激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器组成侧面泵浦激光模块；所述激光晶体棒、所述石英玻璃管和聚光腔由内而外依次共轴放置，所述第一散热器与所述激光二极管热沉的一面固定；所述第二散热器与所述聚醚酰亚胺的两个相邻侧面固定；所述第三散热器固定于所述端头上；其中，所述激光晶体棒，用于吸收所述激光二极管列阵辐射的泵浦光；所述激光二极管封装在所述激光二极管热沉上，所述激光二极管列阵为多个，等角度环绕在所述聚光腔的外侧；所述端头，包括左端头和右端头，每个端头分别包括冷却介质密封槽、器件固定孔，位于所述侧面泵浦激光模块的左右两端，用于形成密封通道和固定各部件；所述外密封器，用于密封所述左端头和右端头；所述第一散热器、第二散热器、第三散热器、聚光腔和端头之间形成内密封腔，用于防止侧面泵浦激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高生成挥发物质污染激光二极管发光腔面，并阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面；所述外密封器、端头与所述侧面泵浦激光模块之间形成外密封腔，用于进一步阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面。...

【技术特征摘要】
1.一种防止激光二极管发光腔面污染的侧面泵浦激光模块，其特征在于，所述模块包括：激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、由激光二极管热沉、聚醚酰亚胺和激光二极管组成的激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器、端头、外密封器；由所述激光晶体棒、石英玻璃管、聚光腔、激光二极管列阵、第一散热器、第二散热器、第三散热器组成侧面泵浦激光单元；所述激光晶体棒、所述石英玻璃管和聚光腔由内而外依次共轴放置，所述第一散热器与所述激光二极管热沉的一面固定；所述第二散热器与所述聚醚酰亚胺的两个相邻侧面固定；所述第三散热器固定于所述端头上；其中，所述激光晶体棒，用于吸收所述激光二极管列阵辐射的泵浦光；所述激光二极管封装在所述激光二极管热沉上，所述激光二极管列阵为多个，等角度环绕在所述聚光腔的外侧；所述端头，包括左端头和右端头，每个端头分别包括冷却介质密封槽、器件固定孔，位于所述侧面泵浦激光单元的左右两端，用于形成密封通道和固定各部件；所述外密封器，用于密封所述左端头和右端头；所述第一散热器、第二散热器、第三散热器、聚光腔和端头之间形成内密封腔，用于防止侧面泵浦激光模块由于长时间运转导致内部器件温度升高生成挥发物质污染激光二极管发光腔面，并阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面；所述外密封器、端头与所述侧面泵浦激光单元之间形成外密封腔，用于进一步阻止外界物质进入污染激光二极管发光腔面。2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述第一散热器的一面位于所述激光二极管热沉的一端，并通过所述激光二极管热沉进行固定；所述第一散热器内部有通道，用于供冷却介质通过。3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述第二散热器为L型，固定于所述聚醚酰亚胺相邻的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜仕峰，郭川，彭钦军，王志超，宗楠，薄勇，许家林，张申金，申玉，许祖彦，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11