一种固体激光阵列放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种固体激光阵列放大器，包括：体外壳、隔离端头、导水端头、棒套、晶体可调单元、灯压板和单元配合结构。其中，体外壳内分别设置有上层以及下层泵浦耦合腔，每个泵浦耦合腔内包含两个晶体棒和三个氙灯等间隔排列，从而实现激光放大器对多束激光阵列进行同时放大。氙灯通过灯压板固定，晶体棒两端装有棒套，通过晶体可调单元的微量调节组件，将晶体安装在放大器内，并利用内橡胶垫圈和外橡胶垫圈的弹性，使得晶体棒具有

【技术实现步骤摘要】
一种固体激光阵列放大器


[0001]本专利技术涉及放大器领域，尤其涉及一种固体激光阵列放大器。

技术介绍

[0002]固体激光放大器具有高亮度、高效率、结构紧凑、性能稳定等优点，在众多领域都有比较重要的应用。随着激光应用技术的发展，高功率、高质量和高亮度的激光束在激光雷达等领域有着重要的应用，而且激光器朝着小型化、全固态化方向发展。激光阵列放大器相较于单个激光器可获得高的输出功率，因此固体激光阵列放大器的发展就显得尤为重要。
[0003]现有激光放大器阵列的输出光虽然可达到高功率要求，但仍然存在以下缺点：
[0004]现有的放大器大多是一个晶体棒配合两个灯泵浦源的结构，或者将多个晶体棒和泵浦源直接置于腔体中，导致激光放大器不可模块化、不可扩展、不易于集成、不易于维护。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种固体激光阵列放大器，本专利技术解决了现有激光放大器结构耦合效率低、晶体棒位置可控率低、应用场景有限以及散热效率不高的缺点，详见下文描述：
[0006]一种固体激光阵列放大器，所述放大器包括：体外壳、隔离端头和导水端头，所述体外壳、隔离端头、导水端头均为上、下轴对称结构，所述体外壳内设置有上层泵浦耦合腔以及下层泵浦耦合腔；
[0007]所述隔离端头靠近所述体外壳的一端设置有分别与上、下层泵浦耦合腔相连通的上、下层隔离端头空腔，所述隔离端头的上部设置有从左至右排列的、与上层隔离端头空腔连通的第一灯孔、第一晶体固定管、第二灯孔、第二晶体固定管以及第三灯孔，所述隔离端头的下部设置有与所述隔离端头的上部呈上下对称分布的、与下层隔离端头空腔连通的第四灯孔、第三晶体固定管、第五灯孔、第四晶体固定管以及第六灯孔；
[0008]所述导水端头一端连接到体外壳远离所述隔离端头的一端，所述导水端头靠近所述体外壳的一端设置有导水端头空腔，所述导水端头空腔与所述上、下层泵浦耦合腔相连通，所述导水端头设置有与所述第一至第四晶体固定管同轴心的第五至第八晶体固定管、与所述第一至第六灯孔同轴心的第七至第十二灯孔，所述第一至第四晶体固定管向远离所述体外壳的方向延伸出来。
[0009]在一种实施方式中，所述放大器还包括：棒套和灯泵浦源，
[0010]所述棒套依次穿过所述隔离端头一端的晶体固定管、所述上层或下层泵浦耦合腔、所述导水端头一端的晶体固定管；
[0011]所述棒套延伸至所述晶体固定管外，所述灯泵浦源依次穿过所述隔离端头一端的灯孔、所述上层或下层泵浦耦合腔、所述导水端头一端的灯孔。
[0012]进一步地，所述放大器还包括：晶体可调单元，
[0013]所述晶体可调单元包括：空心的微量调节组件、支撑柱、支撑板，所述微量调节组件包括：从内向外依次设置尺寸相匹配的内螺母、空心螺柱以及外螺母，所述内螺母套接到
所述晶体固定管的头部，所述外螺母套接到所述棒套的本体上；
[0014]所述支撑柱一端连接到所述隔离端头或导水端头的外表面，另一端连接到支撑板，支撑板的外表面向外延伸出四个空心圆柱形的调节端口，所述调节端口套接到所述棒套的本体上，所述调节端口上设置有用于调节所述棒套位置的顶丝。
[0015]在一种实施方式中，所述内螺母远离所述空心螺柱的一端连接有内环形板，所述内环形板的内径略大于所述晶体固定管的外径，每个晶体固定管的端头处设置有环形凹槽，所述环形凹槽处设置有内橡胶垫圈，内橡胶垫圈的外径略大于内环形板的内径，内螺母设置于内橡胶垫圈的内侧；
[0016]所述外螺母远离空心螺柱的一端连接有外环形板，外环形板的内径略大于所述棒套的外径，所述空心螺柱与外螺母之间设置有外橡胶垫圈，所述外橡胶垫圈套接在棒套上，外径略大于所述外环形板内径。
[0017]进一步地，所述放大器还包括：单元配合结构，
[0018]所述单元配合结构包括：在隔离端头和导水端头上表面设计有凸起，在隔水端头和导水端头下表面设计有凹槽，所述凸起和凹槽的尺寸相匹配。
[0019]在一种实施方式中，所述隔离端头和导水端头的外表面都设置有若干个灯压板，
[0020]所述隔离端头和导水端头的外表面竖直设置有灯压板，每个灯压板通过外部的紧固螺钉将竖直排列的灯泵浦源紧固到灯压板氙灯孔位内。
[0021]优选地，所述上、下层泵浦耦合腔为半圆式跑道形，且上、下层泵浦耦合腔的尺寸相同。
[0022]在一种实施方式中，所述隔离端头、导水端头与体外壳之间为可拆卸结构；
[0023]冷却水从隔离端头的进水管流入，隔离端头隔断水流直接从体外壳的下层体外壳空腔流入上层体外壳空腔；
[0024]冷却水灌满下层体外壳空腔后，通过导水端头流入上层体外壳空腔，待上层体外壳空腔灌满后从隔离端头的出水管流出。
[0025]在一种实施方式中，所述放大器还包括：在若干晶体固定管和棒套之间通过晶体可调单元的微量调节组件进行连接，利用微量调节组件中的内橡胶垫圈和外橡胶垫圈的弹性，通过调节顶丝的位置来调节晶体套管的位置，进而调节晶体棒的位置，使得晶体棒具有
±
0.5mm～
±
1.5mm的径向可调节移动范围。
[0026]本专利技术提供的技术方案的有益效果是：
[0027](1)与现有技术中的“一晶体，两灯泵浦源”的结构不同，本专利技术设计的放大器将上层泵浦耦合腔和下层泵浦耦合腔集成到一个体外壳内，共包括四个晶体棒、六个灯泵浦源，为“多晶体，多灯泵浦源”的模块化结构，此结构有效地提高了阵列放大器的结构耦合效率，设置两层泵浦耦合腔相较于更多的反射体空腔具有便于维护的优点；
[0028](2)本专利技术设计的放大器设置有隔离端头和导水端头，隔离端头空腔为双层空腔，进水口与下层的隔离端头空腔连通，冷却水充满下层泵浦耦合腔后，通过导水端头空腔进入上层泵浦耦合腔，最后通过与上层的隔离端头空腔连通的出水口流出，此水循环结构设计合理，能够有效提高散热效率；
[0029](3)本专利技术设计的导水端头和隔离端头的上下表面分别设置有相匹配的凸起和凹槽，使得该结构成为可扩展结构，适用于更多的应用场景；
[0030](4)本专利技术设计的隔离端头和导水端头作为晶体可调单元的支撑结构，使得晶体可调单元与晶体固定管、棒套相互配合，该结构巧妙的将水冷却、晶体可调、拆卸方便等多个功能集成到一起；
[0031](5)本专利技术设计的放大器设置有晶体可调单元，微量调节组件将晶体固定管和棒套连接到一起，利用内、外橡胶垫圈的弹性，通过调节顶丝，便可调节棒套和晶体固定管之间的相对位置，晶体棒的径向空间位置调节范围为
±
0.5mm～
±
1.5mm，在具体应用时，使得激光尽可能平行穿过晶体棒；
[0032](6)本专利技术设计的放大器的反射体与体外壳为分体式结构，采用隔离端头、导水端头等结构的连接方式易于拆卸，方便对该固体激光阵列放大器进行后期维护。
附图说明
[0033]图1为一种固体激光阵列放大器的结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体激光阵列放大器，其特征在于，所述放大器包括：体外壳、隔离端头、导水端头，所述体外壳、隔离端头、导水端头均为上、下轴对称结构，所述体外壳内设置有上层泵浦耦合腔以及下层泵浦耦合腔；所述隔离端头靠近所述体外壳的一端设置有分别与上、下层泵浦耦合腔相连通的上、下层隔离端头空腔，所述隔离端头的上部设置有从左至右排列的、与上层隔离端头空腔连通的第一灯孔、第一晶体固定管、第二灯孔、第二晶体固定管以及第三灯孔，所述隔离端头的下部设置有与所述隔离端头的上部呈上下对称分布的、与下层隔离端头空腔连通的第四灯孔、第三晶体固定管、第五灯孔、第四晶体固定管以及第六灯孔；所述导水端头一端连接到体外壳远离所述隔离端头的一端，所述导水端头靠近所述体外壳的一端设置有导水端头空腔，所述导水端头空腔与所述上、下层泵浦耦合腔相连通，所述导水端头设置有与所述第一至第四晶体固定管同轴心的第五至第八晶体固定管、与所述第一至第六灯孔同轴心的第七至第十二灯孔，所述第一至第四晶体固定管向远离所述体外壳的方向延伸出来。2.根据权利要求1所述的一种固体激光阵列放大器，其特征在于，所述放大器还包括：棒套和灯泵浦源，所述棒套依次穿过所述隔离端头一端的晶体固定管、所述上层或下层泵浦耦合腔、所述导水端头一端的晶体固定管；所述棒套延伸至所述晶体固定管外，所述灯泵浦源依次穿过所述隔离端头一端的灯孔、所述上层或下层泵浦耦合腔、所述导水端头一端的灯孔。3.根据权利要求2所述的一种固体激光阵列放大器，其特征在于，所述放大器还包括：晶体可调单元，所述晶体可调单元包括：空心的微量调节组件、支撑柱、支撑板，所述微量调节组件包括：从内向外依次设置尺寸相匹配的内螺母、空心螺柱以及外螺母，所述内螺母套接到所述晶体固定管的头部，所述外螺母套接到所述棒套的本体上；所述支撑柱一端连接到所述隔离端头或导水端头的外表面，另一端连接到支撑板，支撑板的外表面向外延伸出四个空心圆柱形的调节端口，所述调节端口套接到所述棒套的本体上，所述调节端口上设置有用于调节所述棒套位置的顶丝。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志伟，崔璨，王雨雷，白振旭，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：