具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，包括液冷氙气灯泵浦和YAG激光晶体，该固体激光器采用的YAG激光晶体表面车刻螺纹，螺纹的螺距P为0.1～0.5mm、深度为0.1～0.3mm。其中，螺纹的总长度为YAG激光晶体长度的90％。本发明专利技术提高了激光器在高低温环境下的适应性：在－40℃～+65℃全温度范围内，激光器能够正常工作，保证了激光器的输出能量稳定和输出能量波动低于10％，使得激光器的可靠大大提高；使得YAG晶体和谐振腔的装配一次性成功率提高，极大提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器
本专利技术属于固体激光器
，涉及一种具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器。
技术介绍
一般液冷氙气灯泵浦Nd:YAG固体激光器，采用普通圆柱形状的Nd:YAG晶体。在使用过程中，当激光器处于高温环境状态，普通YAG晶体由于受热变形使得输出能量不断降低，输出能量波动变大。影响Nd:YAG晶体换热系数的因素主要有以下几个方面：晶体表面冷却液的流动状态、冷却液体的种类及物理性质，以及换热表面的形状、尺寸和位置。激光器的冷却液为在低温下不固化的特种液体,表面具有螺纹的晶体和普通晶体的区别在于其与冷却液的接触表面积不同，以及刻上螺纹后晶体表面水流动状态的改变。当晶体端面受热膨胀由平面变为抛物面时，以晶体棒中心形变量为基准点，晶体表面相对中心的变化量最大。在激光晶体表面加刻螺纹后，端面中心处与边缘的形变量差异变小，有效减小了晶体的热效应，实验证明加刻纹后形变量降低到原来的13.02％。这样有效的解决了由于晶体端面变形导致的激光输出功率下降和不稳定的问题。冷却液流体的流动状态分为层流和湍流。层流状态下，流体沿互相平行的流线循序渐进，成层运动，在垂直于流动的方向上，热量的传递只能通过流体内部的热传导。在湍流状态下，流体中充满了旋涡，使流体微团穿过流线。因此，在垂直于流体运动方向上除了热传导以外，还因为强烈的混合运动而产生热量交换，使得对流换热过程大大加强。具有螺纹表面的晶体，其表面的液体的流动状态由层流变为湍流。从而增大了对流换热系数，改善了晶体冷却效果，使得激光输出稳定性提高。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种能够满足-40℃～+65℃全温度范围内能够稳定工作的军用激光器。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其包括液冷氙气灯泵浦和YAG激光晶体，YAG激光晶体表面车刻螺纹。所述螺纹的总长度为YAG激光晶体长度的90％。所述螺纹的螺距P为0.1～0.5mm。所述螺纹的深度为0.1～0.3mm。所述YAG激光晶体为具有螺纹表面的Nd：YAG圆柱状激光晶体。所述固体激光器输出激光波长为1.06um，脉冲宽度为8～10ns，激光输出能量为100mJ，重频20Hz。(三)有益效果上述技术方案所提供的具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，提高了激光器在高低温环境下的适应性：在－40℃～+65℃全温度范围内，激光器能够正常工作，保证了激光器的输出能量稳定和输出能量波动低于10％，使得激光器的可靠大大提高；使得YAG晶体和谐振腔的装配一次性成功率提高，极大提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术固体激光器中具有螺纹表面的YAG激光晶体示意图。图中，L＝YAG激光晶体长度；P＝螺距；φ＝YAG激光晶体直径。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器包括液冷氙气灯泵浦和YAG激光晶体。如图1所示，该固体激光器采用的YAG激光晶体表面车刻螺纹。螺纹的螺距P为0.1～0.5mm、深度为0.1～0.3mm。其中，螺纹的总长度为YAG激光晶体长度的90％，也即90％L。上述固体激光器，一方面增大激光晶体与冷却介质接触面积，减少晶体内部热梯度和热形度；另一方面，由于晶体表面的螺纹，使得其表面的流体的流动状态由层流变为湍流，从而增大了对流换热系数，改善了冷却效果，使得激光器输出功率和输出能量波动趋于稳定。依照常温测试540次脉冲，休息10秒为一次循环，共8次循环要求能量下降不超过15％，能量波动不超过10％；高温65℃测试540次脉冲，休息10秒为一次循环，共4次循环，休息8分钟再工作4次循环，共8次循环后要求能量下降不超过15％的标准将激光器调试完成。采用液冷氙气灯泵浦具有螺纹表面的Nd：YAG圆柱状激光晶体，输出激光波长为1.06um，脉冲宽度为8～10ns，激光输出能量为100mJ，重频20Hz。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，包括液冷氙气灯泵浦和YAG激光晶体，YAG激光晶体表面车刻螺纹。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，包括液冷氙气灯泵浦和YAG激光晶体，YAG激光晶体表面车刻螺纹。


2.如权利要求1所述的具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，所述螺纹的总长度为YAG激光晶体长度的90％。


3.如权利要求2所述的具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，所述螺纹的螺距P为0.1～0.5mm。


4.如权利要求3所述的具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，所述螺纹的深度为0.1～0.3mm。


5.如权利要求4所述的具有螺纹表面YAG激光晶体的固体激光器，其特征在于，所述YAG激光晶体为具有螺纹表面的Nd：YAG圆柱状激光晶体。


6.如权利要求5所述的具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王博，胡萍，李元丰，罗杰平，卢红艳，李勤财，
申请(专利权)人：西南技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51