一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器，该激光器包括冷却底板，所述冷却底板内部设置有制冷组件；所述冷却底板为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板上表面的二极管激光模块、泵浦光耦合传输组件、谐振腔的全反射镜、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜。本申请提供的激光器解决了目前端泵浦固体激光器空间结构复杂、体积庞大、二极管激光和增益晶体需要分别散热等问题。本申请中将两个部分集成在一起，安装在同一冷却底板上，进行一体化模块式安装，缩短了两个模块的距离，可减小传输安装的复杂度，减小激光器整体的体积和重量，增加了可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器
本技术涉及激光设备
，特别是涉及一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器。
技术介绍
随着激光技术在民用和军事领域的不断深入和扩展，各种类型的激光器在加工、切割、打标、雷达、成像和光电对抗等众多产业中引起了多项技术革新，也带来了巨大的经济价值。近年来，激光器的发展趋势是输出功率越来越高、体积越来越小、激光器件越来越紧凑，可靠性要求越来越高。目前商业成熟的二极管激光器为实现这种紧凑型的端泵浦固体激光器奠定了技术基础，它具有效率高、体积小、寿命长、使用与维护方便、可靠性高等显著优点。考虑到二极管激光的物理特性，出光过程中会产生较高的热流密度，需进行及时有效的散热，以保障二极管激光正常出光。通常，为了安装和调试的方便，二极管激光器输出的泵浦光通过光纤传输和耦合后，再端泵浦固体激光器中的增益晶体，而激光增益晶体产生的废热也需要及时带走。为此，就需要对二极管激光器和增益晶体分别进行散热，这将导致固体激光器在空间和散热回路设计上变得复杂，体积明显增加，极大的阻碍了激光器向小型化的发展趋势。而且通过光纤传输的二极管激光，由于光纤的脆弱性，在一些振动、冲击的环境中，可靠性变差，特别是一些需要固体激光器实时运动或扭转的应用场景中，传输光纤导致安装使用极为不便。侧泵浦的固体激光器可以解决上述的两个问题，(即：1、二极管激光和增益晶体需要分别散热；2、传输光纤导致安装使用不便，体积难以实现紧凑化)，但其激光效率和光束质量的控制相对端泵浦的固体激光器而言，出现了明显的劣势。而且其结构复杂，散热设计和要求也更为苛刻。
技术实现思路
本技术提供了一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器。本技术提供了如下方案：一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器，包括：冷却底板，所述冷却底板内部设置有制冷组件；所述冷却底板为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板上表面的二极管激光模块、泵浦光耦合传输组件、谐振腔的全反射镜、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜；所述增益晶体组件包括晶体夹具以及通过所述晶体夹具固定的增益晶体；所述冷却底板用于将其上部的各部件产生的热量进行传导散热。优选的：所述制冷组件为液体制冷组件，所述液体制冷组件包括具有多环路结构的液冷回路。优选的：所述晶体夹具内部包括采用宏通道方式设置的内部水路；所述增益晶体外部包裹有铟箔并通过活动铜块以及橡胶垫与所述晶体夹具相连。优选的：所述增益晶体具有多段键合结构。优选的：所述制冷组件为半导体结合风扇制冷组件，所述半导体结合风扇制冷组件包括半导体TEC模块、散热片以及风扇。优选的：所述二极管激光模块为电光效率高、输出波长处于所述增益晶体吸收峰附近的二极管激光模块。优选的：所述泵浦光耦合传输组件包括光束整形部件、光纤传输部件以及光斑耦合部件。优选的：所述泵浦光耦合传输组件包括由多个透镜组合而成的透镜组。优选的：所述全反射镜镀有1342nm高反射膜以及1064nm增透膜，所述输出镜镀有1342nm部分反射膜以及1064nm增透膜。优选的：还包括脉冲调制器件，所述脉冲调制器件位于所述增益晶体组件与谐振腔的输出镜之间；所述脉冲调制器件为传导冷却的声光Q开关。根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：通过本技术，可以实现一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器，在一种实现方式下，该激光器可以包括冷却底板，所述冷却底板内部设置有制冷组件；所述冷却底板为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板上表面的二极管激光模块、泵浦光耦合传输组件、谐振腔的全反射镜、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜；所述增益晶体组件包括晶体夹具以及通过所述晶体夹具固定的增益晶体；所述冷却底板用于将其上部的各部件产生的热量进行传导散热。本申请提供的一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器，是针对目前端泵浦固体激光器空间结构复杂、体积庞大、二极管激光和增益晶体需要分别散热等问题，提供了一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器。通常情况下，二极管激光泵浦源和固体激光器谐振腔属于相对独立的模块，进行分离式安装和冷却，而本申请中将两个部分集成在一起，安装在同一冷却底板上，进行一体化模块式安装，缩短了两个模块的距离，可减小传输安装的复杂度，减小激光器整体的体积和重量，增加了可靠性。当然,实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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的附图。图1是本技术实施例提供的一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器的第一结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器的第二结构示意图；图3是本技术实施例提供的一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器的第三结构示意图；图4是本技术实施例提供的一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器的第四结构示意图。图中：冷却底板1、制冷组件2、二极管激光模块3、泵浦光耦合传输组件4、谐振腔的全反射镜5、晶体夹具601、增益晶体602、谐振腔的输出镜7、液冷回路8、脉冲调制器件9。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例参见图1、图2、图3、图4，为本技术实施例提供的一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器，如图1、图2所示，该激光器包括冷却底板1，所述冷却底板1内部设置有制冷组件2；所述冷却底板1为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板1上表面的二极管激光模块3、泵浦光耦合传输组件4、谐振腔的全反射镜5、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜7；所述增益晶体组件包括晶体夹具601以及通过所述晶体夹具601固定的增益晶体602；所述冷却底板1用于将其上部的各部件产生的热量进行传导散热。进一步的，所述制冷组件2为液体制冷组件，所述液体制冷组件2包括具有多环路结构的液冷回路8。所述晶体夹具601内部包括采用宏通道方式设置的内部水路；所述增益晶体602外部包裹有铟箔并通过活动铜块以及橡胶垫与所述晶体夹具相连。所述增益晶体602具有多段键合结构。冷却底板内部的液冷回路采用多环路设计，以增加散热面积，提高废热的传导效率。在冷却底板设计过程中，综合考虑流阻压力、安装尺寸和重量等因素，实现流量最大，散热最优，并通过理论模拟使其表面的温度均匀性和散热能力满足二极管激光模块和增益晶体的要求。在材料方面，冷却底板选用导热系数比较大、密度小的铝板，在保证散热的同时也减轻了产品的重量。晶体夹具内部水路采用宏通道的方式，减小水阻，确保增益晶体及时散热，保证温度稳定性和均匀性。同时，晶体表面包裹一层铟箔，并采用活动铜块与橡胶垫安装方式，进行应力的释放，防止晶体的热膨胀造成损伤。增益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，包括：冷却底板，所述冷却底板内部设置有制冷组件；所述冷却底板为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板上表面的二极管激光模块、泵浦光耦合传输组件、谐振腔的全反射镜、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜；所述增益晶体组件包括晶体夹具以及通过所述晶体夹具固定的增益晶体；所述冷却底板用于将其上部的各部件产生的热量进行传导散热。

【技术特征摘要】
1.一种一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，包括：冷却底板，所述冷却底板内部设置有制冷组件；所述冷却底板为采用铝材质制作而成；依次设置于所述冷却底板上表面的二极管激光模块、泵浦光耦合传输组件、谐振腔的全反射镜、增益晶体组件以及谐振腔的输出镜；所述增益晶体组件包括晶体夹具以及通过所述晶体夹具固定的增益晶体；所述冷却底板用于将其上部的各部件产生的热量进行传导散热。2.根据权利要求1所述的一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，所述制冷组件为液体制冷组件，所述液体制冷组件包括具有多环路结构的液冷回路。3.根据权利要求2所述的一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，所述晶体夹具内部包括采用宏通道方式设置的内部水路；所述增益晶体外部包裹有铟箔并通过活动铜块以及橡胶垫与所述晶体夹具相连。4.根据权利要求3所述的一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，所述增益晶体具有多段键合结构。5.根据权利要求1所述的一体化集成型激光二极管端泵浦的固体激光器,其特征在于，所述制冷组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：时红卫，祝贤，刘正涛，王鹏，
申请(专利权)人：北京华宇德信光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11