The invention discloses a laser crystal packaging and cooling structure, which includes: a crystal diamond composite cooling structure including a laser crystal and four diamond heat sinks, wherein the middle section of the laser crystal is a crystal doping area, the two ends of the laser crystal are crystal non doping areas, and the crystal non doping areas at both ends extend out of the liquid nitrogen cooling cavity, which are isolated by the first crystal end and the second crystal end respectively Two crystal end isolation cavity package; four diamond heat sinks are welded on two cooling sides of the crystal; the crystal \u2011 diamond composite cooling structure takes the center plane of the thickness direction of the laser crystal as the symmetry surface, which divides the liquid nitrogen cooling cavity into two interconnected and symmetrical cavities; the first crystal end isolation cavity, liquid nitrogen cooling cavity and the second crystal end The isolation cavity is a symmetrical structure with the central plane of the length and thickness of the laser crystal as the symmetry plane.
【技术实现步骤摘要】
一种激光晶体封装及冷却结构
本专利技术涉及高功率电子器件的强化换热领域,尤其涉及一种激光晶体封装及冷却结构。
技术介绍
自世界上第一台红宝石固态激光器诞生以来,世界各国的科研人员为提高激光输出功率和光束质量,将激光技术与其它各学科技术相结合,形成多个应用
,大大推动了激光产业的快速发展。随着激光器功率水平不断提高和装置尺寸日益小型化,热效应已成为制约激光器输出功率与性能进一步提高的严重障碍,因此也受到了光学、材料学、结构力学、热力学等多学科科研工作者的重点关注。在众多热管理方式中,微通道内单相流体的强制对流冷却的方式以其易于加工、稳定可靠、冷却效率高等优点成为实现激光晶体高效冷却的首选方式。然而,该冷却方式也存在着冷却工质流量需求大、系统复杂、功耗高等无法避免的应用缺陷,严重制约着固体激光器的小型化和高效化。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种激光晶体封装及冷却结构,用以解决现有技术中冷却工质流量需求大、系统复杂、功耗高等无法避免的应用缺陷,严重制约着固体激光器的小型化和高效化问题。本专利技术实施例提供一种激光晶体封装及冷却结构,包括:依次连接的第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、第二晶体端头隔离腔以及封装于第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、以及第二晶体端头隔离腔中的晶体-金刚石复合冷却结构。所述晶体-金刚石复合冷却结构包括一个激光晶体和四个金刚石热沉,其中,所述激光晶体的中间段为晶体掺杂区,激光晶体的两端为晶体非掺杂区,两端的晶体非掺杂区伸出所述液氮冷却腔,分 ...
【技术保护点】
1.一种激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,包括:/n依次连接的第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、第二晶体端头隔离腔以及封装于第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、以及第二晶体端头隔离腔中的晶体-金刚石复合冷却结构;/n所述晶体-金刚石复合冷却结构包括一个激光晶体和四个金刚石热沉,其中,所述激光晶体的中间段为晶体掺杂区,激光晶体的两端为晶体非掺杂区,两端的晶体非掺杂区伸出所述液氮冷却腔,分别被第一晶体端头隔离腔和第二晶体端头隔离腔封装;所述四个金刚石热沉分别焊接在所述晶体的两个冷却侧面;所述晶体-金刚石复合冷却结构为以所述激光晶体的厚度方向的中心面为对称面的上下对称结构,将所述液氮冷却腔分割为两个相互连通并对称的空腔;所述第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、第二晶体端头隔离腔为以激光晶体长度和厚度方向的中心面为对称面的左右、上下对称结构。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,包括:
依次连接的第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、第二晶体端头隔离腔以及封装于第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、以及第二晶体端头隔离腔中的晶体-金刚石复合冷却结构;
所述晶体-金刚石复合冷却结构包括一个激光晶体和四个金刚石热沉,其中,所述激光晶体的中间段为晶体掺杂区,激光晶体的两端为晶体非掺杂区,两端的晶体非掺杂区伸出所述液氮冷却腔,分别被第一晶体端头隔离腔和第二晶体端头隔离腔封装;所述四个金刚石热沉分别焊接在所述晶体的两个冷却侧面;所述晶体-金刚石复合冷却结构为以所述激光晶体的厚度方向的中心面为对称面的上下对称结构,将所述液氮冷却腔分割为两个相互连通并对称的空腔;所述第一晶体端头隔离腔、液氮冷却腔、第二晶体端头隔离腔为以激光晶体长度和厚度方向的中心面为对称面的左右、上下对称结构。
2.如权利要求1所述的激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,所述第一晶体端头隔离腔和所述第二晶体端头隔离腔的材料为不吸收泵浦光的石英玻璃。
3.如权利要求1所述的激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,所述第一晶体端头隔离腔和所述第二晶体端头隔离腔的上盖布置有抽真空孔。
4.如权利要求1所述的激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,所述液氮冷却腔的材料为导热系数小于0.035W/(m2K)的真空隔热板。
5.如权利要求1所述的激光晶体封装及冷却结构,其特征在于,所述液氮冷却腔的左右两个侧面上开有封装晶体的长条形窄缝,窄缝高度与晶体的宽度相等,...
【专利技术属性】
技术研发人员:吕坤鹏,杨雪,王超,梁兴波,刘磊,唐晓军,陈露,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第十一研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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