热呼吸型高温自调控激光聚光腔制造技术

本实用新型专利技术专利涉及一种热呼吸型高温自调控激光聚光腔，主要用于灯泵高温晶体激光器。激光聚光腔壳体的上顶盖表面钻有数个锥形小孔，锥形孔的长度不短于顶盖的厚度，均匀或非均匀分布在聚光腔壳体上顶盖的不同部位；每个锥形孔中放置一个与之形状和尺寸完全匹配的锥形塞，利用聚光腔顶盖上的数个锥形孔的间隙可随着聚光腔体内的温度变化而自适应改变，从而为调控聚光腔体内的工作温度增加一种“热呼吸”功能，实现短时无制冷灯泵激光器的一种新型工作模式。新型工作模式。新型工作模式。

【技术实现步骤摘要】
热呼吸型高温自调控激光聚光腔


[0001]本技术属于激光器


技术介绍

[0002]大能量低重频灯泵固体激光器是当今激光医疗领域广泛采用的主打激光器之一，也是一些自毁型机动平台所需的激光目标指示、夜间增强照明和激光干扰传感器的主要光源。随着一次性使用小型机动平台及便携式小脉冲激光医疗设备的发展，对该类激光器的轻量化与机动能力提出了更高的要求。
[0003]本技术正是为解决这一难题，专利技术一种无需采取任何水冷或风冷措施的灯泵高温固体激光器的热呼吸型高温自调控激光聚光腔。

技术实现思路

[0004]本专利技术的涉及一种热呼吸型高温自调控激光聚光腔(以下简称自调控聚光腔)，它是按下述方案实现的。本技术专利涉及一种热呼吸型高温自调控激光聚光腔(以下简称自调控聚光腔)，主要用于短时无制冷灯泵激光器。自调控聚光腔包括激光聚光腔壳体、高温型激光晶体、泵浦氙灯和高热熔介质。在激光聚光腔壳体的上顶盖表面钻有数个锥形孔，锥形孔的长度不短于顶盖的厚度，根据激光聚光腔内温度分布状态，均匀或非均匀分布在聚光腔壳体上顶盖的不同部位。在激光聚光腔壳体的上顶盖表面钻有的数个锥形孔中放置一个与之形状和尺寸完全匹配的锥形塞，锥形塞的材质具有热缩冷涨特征，发生热缩变形的温度阈值约数百度，如200度左右；当聚光腔体内的温度升高至此阈值时，聚光腔顶盖上的锥形孔中的锥形塞将随着腔体内的温度升高而发生收缩，温度越高，锥形塞收缩得越厉害，为聚光腔体内热空气向外扩散提供愈发宽敞的传输通道；当聚光腔内的温度下降到300度以下时，锥形塞又随着腔体内温度的下降而逐渐膨胀，导致锥形孔内的孔隙逐渐变小，以此起到对聚光腔内温度的自适应调控作用；当激光器关机不工作时，聚光腔内的温度逐渐恢复到与环境温度相当，锥形塞恢复到原始状态，继续充满锥形孔，确保聚光腔回到密闭状态。在激光聚光腔体内充斥一种高热熔介质，该介质的热容量很大，且不会对激光器正常工作造成影响，当聚光腔内因泵浦氙灯导致温度急剧上升时，热熔介质能快速吸收腔体内的热量，并在短时内保持在高温恒温状态，为聚光腔内的高温激光晶体提供一个相对稳定的数百度工作环境，既可避免腔内氙灯和激光晶体受到损害，又可在短时保持激光器的输出功率基本不变；高热熔介质在激光器关机后，可逆行恢复到初始温度，因此具备重复使用功效。
[0005]本技术热呼吸型高温自调控激光聚光腔的优点是：
[0006]1、自调控激光聚光腔为采用高温激光晶体的短时工作固体激光器，提供了一种无需采用任何传统制冷措施的新型激光聚光腔结构，有助于压缩激光器系统的体积与重量。
[0007]2、利用精准自动调控聚光腔内温度的技术，能将高温激光晶体始终保持在最佳的高温工作范围之内，实现高增益工作，且避免氙灯和晶体受到损坏，相当于在同等泵浦功率
和耗能情况下，提高了激光器的输出功率。
[0008]3、所提出的热呼吸型自调控技术，可解决在无制冷措施下灯泵激光聚光腔的重复可逆运行难题，特别适用于高温金绿宝石激光器，提高了此类激光器的使用效率。
附图说明
[0009]图1热呼吸型高温自调控激光聚光腔总体结构示意
[0010]图2激光聚光腔顶盖上布设锥形孔示意
[0011]图3锥形孔与锥形塞随温度变化示意
具体实施方案
[0012]本专利技术的涉及一种热呼吸型高温自调控激光聚光腔(以下简称自调控聚光腔)的具体实施方案如下。自调控聚光腔包括激光聚光腔壳体1、高温型激光晶体2、泵浦氙灯3和高热熔介质4(图1)。其中，激光聚光腔壳体1的上顶盖表面钻有数个锥形孔5(图2)，锥形孔5 的长度不短于顶盖的厚度，根据激光聚光腔内温度分布状态，均匀或非均匀分布在聚光腔壳体1上顶盖的不同部位；每个锥形孔5中放置一个与之形状和尺寸完全匹配的锥形塞6(室内条件下，形状如图3中6所示形状)，在聚光腔顶盖上的每个锥形孔5中放置的一个锥形塞 6，锥形塞5的材质具有热缩冷涨特征，发生热缩变形的温度阈值约数百度，如200度左右；当聚光腔体内的温度升高至此阈值时，聚光腔顶盖上的锥形孔5中的锥形塞6将随着腔体内的温度升高而发生收缩，温度越高，锥形塞6收缩得越厉害(如图3中6
‑
1位置)，为聚光腔体内热空气向外扩散提供愈发宽敞的传输通道；当聚光腔内的温度下降到300度以下时，锥形塞6又随着腔体内温度的下降而逐渐膨胀，导致锥形孔内的孔隙逐渐变小，以此起到对聚光腔内温度的自适应调控作用；当激光器关机不工作时，聚光腔内的温度逐渐恢复到与环境温度相当，锥形塞6恢复到原始状态(如图3中6的位置)，继续充满锥形孔5，确保聚光腔回到密闭状态。这种在聚光腔顶盖上布设数个锥形孔5和锥形塞6，利用其之间孔隙随聚光腔体内的温度变化而变化的能力，相当于为聚光腔体内的温度调控增加了一种自适应“热呼吸”能力。
[0013]为保障激光聚光腔体内的温度可在短时保持在一定的温度范围，同时又不影响激光器的正常工作，采用一种高热熔介质4充满其中，该介质的热容量大，当聚光腔内因泵浦氙灯2 导致温度急剧上升时，热熔介质4能快速吸收腔体内的热量，并在短时内保持在高温恒温状态，为聚光腔内的高温激光晶体3提供一个相对稳定的数百度工作环境，既可避免腔内氙灯 2和激光晶体3受到损害，又可在短时保持激光器的输出功率基本不变；高热熔介质4在激光器关机后，可逆行恢复到初始温度，因此具备重复使用功效。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于短时无制冷灯泵激光器的热呼吸型高温自调控激光聚光腔，其技术特征为：它包括激光聚光腔壳体、高温型激光晶体、泵浦氙灯和高热熔介质。2.根据权利要求1所述的热呼吸型高温自调控激光聚光腔，其激光聚光腔壳体的特征为：在激光聚光腔壳体的上顶盖表面钻有数个锥形孔，锥形孔的长度不短于顶盖的厚度，根据激光聚光腔内温度分布状态，均匀或非均匀分布在聚光腔壳体上顶盖的不同部位；每个锥形孔中放置一个与之形状和尺寸完全匹配的锥形塞，锥形塞的材质具有热缩冷涨特征，发生热缩变形的温度阈值约为200度左右；当聚光腔体内的温度升高至此阈值时，聚光腔顶盖上的锥形孔中的锥形塞将随着腔体内的温度升高而发生收缩，温度越高，锥形塞收缩得越厉害，为聚光腔体内热空气向外扩散提供愈发宽敞的传输通道；当聚光腔内的温度下降到300度以下时，锥形塞又随...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖林，刘京郊，侯晓帆，杜大勇，何耀杰，
申请(专利权)人：北京华夏光谷光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：