一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固态激光技术领域，提供一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置，包括激光二极管阵列、激光二极管热沉、聚光腔、增益介质冷却模块和增益介质。对增益介质冷却模块设计热密集区自增压导流槽，定向地将冷却液导流至增益介质的热密集区；同时对增益介质设计热效应自补偿抛面以及能量集中度分散器，可增大换热面并减小增益介质的能量集中度。基于上述两个创新设计点的侧面泵浦激光头装置，可简易且有效的改善热分布不均匀的问题，提高换热率，优化光束质量，并降低热应力致损的风险。

A Side Pumped Laser Head Device for Reducing Energy Concentration and Mitigating Thermal Effect

【技术实现步骤摘要】
一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置
本专利技术涉及固体激光领域，更具体地，涉及一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置。
技术介绍
基于LD泵浦的全固态激光具有电光效率高、波长短、能流密度高、结构紧凑、寿命长、运转灵活、无污染等特点，可普遍应用于工业生产、国防建设、科学研究等众多领域，是未来几十年内将发展成为攻击术产业、国防建设重大的关键高新技术，将极大带动相关产业的发展。对于棒状增益介质，LD泵浦耦合方式主要有端面泵浦和侧面泵浦两种结构。端面泵浦的泵浦光束能与激光振荡模式相匹配，空间交叠程度高，有利于获得单模激光输出；但由于增益介质端面面积有限，难以从端面输入大功率泵浦光。侧面泵浦的泵浦光直接作用于增益介质侧面，受泵浦面积较大可以满足高功率泵浦，实现高功率激光输出。因此，侧面泵浦激光头技术是全固态激光器的核心技术之一，也是研制高功率、高光束质量激光的基础。侧面泵浦作用过程中，未被增益介质吸收的泵浦光转化为废热，进而会影响激光的输出性能。由于LD阵列侧面多为对称泵浦，增益介质在光泵浦对应的局部区域内热积累严重，在晶体剖面上呈现“N叶草”式分布。传统的侧面泵浦模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置，包括：激光二极管阵列、激光二极管热沉、聚光腔、增益介质冷却模块、增益介质；其特征在于，所述增益介质冷却模块开设热密集区自增压导流槽，所述增益介质表面开设热效应自补偿抛面以及能量集中度分散器；所述激光二极管阵列用于发射泵浦光，激励所述增益介质；所述激光二极管热沉的数量与所述激光二极管阵列的数量相同，用于固定所述激光二极管阵列；所述聚光腔表面开有通光孔，围绕在所述增益介质冷却模块周围，用于通过激光二极管阵列发射的泵浦光并反射未被增益介质吸收的泵浦光到增益介质表面进行重复吸收；所述增益介质冷却模块用于冷却所述增益介质，带走泵浦光未被所述增益介质利...

【技术特征摘要】
1.一种降低能量集中度缓解热效应的侧面泵浦激光头装置，包括：激光二极管阵列、激光二极管热沉、聚光腔、增益介质冷却模块、增益介质；其特征在于，所述增益介质冷却模块开设热密集区自增压导流槽，所述增益介质表面开设热效应自补偿抛面以及能量集中度分散器；所述激光二极管阵列用于发射泵浦光，激励所述增益介质；所述激光二极管热沉的数量与所述激光二极管阵列的数量相同，用于固定所述激光二极管阵列；所述聚光腔表面开有通光孔，围绕在所述增益介质冷却模块周围，用于通过激光二极管阵列发射的泵浦光并反射未被增益介质吸收的泵浦光到增益介质表面进行重复吸收；所述增益介质冷却模块用于冷却所述增益介质，带走泵浦光未被所述增益介质利用而产生的废热；所述增益介质用于吸收泵浦光，提供粒子数反转，所述热效应自补偿抛面的截面形状为扇形或矩形曲面，所述增益介质直径D与所述扇形或矩形曲面的最低点到所述增益介质的端面圆心的距离D1比值为2～2.67；所述热效应自补偿抛面的外表面具有所述能量集中度分散器，所述能量集中度分散器呈“锯齿”状、“半球”状或呈“椭球”状分布，用于反射或透射由所述激光二极管阵列入射到增益介质的泵浦光到其他方向，分散所述增益介质内部泵浦光能量的集中度，所述增益介质直径D与所述能量集中度分散器横截面最大尺寸D2的比值为10～100；所述激光二极管阵列、所述热密集区自增压导流槽对准所述增益介质表面开设的热效应自补偿抛面安装。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：申玉，郝婧婕，宗楠，常金全，薄勇，李如康，张申金，彭钦军，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