一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉制造技术

本申请公开了一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉，由两个呈L型的晶体热沉拼接而成，拼接处可形成不同尺寸的孔，用于放置激光晶体，下L型晶体热沉与上L型晶体热沉的内部，沿水平方向贯穿设置有水道，下L型晶体热沉与上L型晶体热沉的表面且位于水道的两侧分别设置有铲齿散热结构。该晶体热沉操作简单，易于使用，相比较于传统的激光晶体热沉，由于铲齿散热结构的存在，使散热效率大大提高，而且还节省材料。节省材料。节省材料。

【技术实现步骤摘要】
一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉


[0001]本申请涉及激光晶体散热领域，特别是涉及一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉。

技术介绍

[0002]二极管泵浦固体激光器具有体积小、转换效率高、光束质量好等优点，在工业加工、医疗、军事等领域都得到了广泛的应用。在二极管泵浦固体激光器(DPSSL)中，在泵浦光激励增益介质产生粒子数反转变换进而经过受激辐射产生激光的过程中，只有其中一部分能量转换为激光，大部分能量转换为热量被消耗掉，在对激光晶体不进行散热处理的情况下，由于泵浦源持续向增益介质注入能量，增益介质温度将会升高，随着增益介质温度的升高，其量子效率将会降低，并会导致激光器的效率降低、阈值升高，激光束也会发生畸变和热致退偏，严重影响了激光的输出功率和光束质量，更严重的甚至会损坏增益介质，因此我们需要对增益介质进行散热处理。
[0003]在二极管泵浦固体激光器中，传统的晶体散热方式是先把晶体内部的热量通过包裹在晶体周围的铟箔传递到上下两块热沉上，然后再将上下两块热沉通过循环水冷进行降温或将热传导到半导体制冷器件(TEC)进行制冷，上面那块热沉相当于一个盖子，盖在晶体上方。上下两块热沉为紫铜材料，整个热沉既可以起到固定晶体的作用，又可以介于晶体与循环水或TEC之间作为热沉，对晶体进行散热。
[0004]传统热沉已经可以满足一般的DPSSL中晶体的散热需求，但是在大功率激光器中使用传统热沉时，传统热沉的问题也随即暴露出来，晶体散热不均匀，一般晶体上方的盖子没有通循环水或者TEC，导致只有晶体下左右能散热，上方得不到有效的散热，有时晶体的尺寸并没有和设计的热沉的尺寸相吻合导致晶体左右方散热效果也不理想，使激光器不能实现高功率运转。

技术实现思路

[0005]为了提高激光器中增益介质的热传导效率、改善热分布均匀性问题，提高激光器光光转换效率，提高激光器功率，改善激光的光束质量，本申请提出一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉。
[0006]本申请的具体方案如下：
[0007]一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉，由两个呈L型的晶体热沉拼接而成，拼接处可形成不同尺寸的孔，用于放置激光晶体，下L型晶体热沉与上L型晶体热沉的内部，沿水平方向贯穿设置有水道，下L型晶体热沉与上L型晶体热沉的表面且位于水道的两侧分别设置有铲齿散热结构。
[0008]优选的方案，所述下L型晶体热沉上设置有沉头孔和螺纹孔，其位置分别与设置在上L型晶体热沉的螺纹孔和沉头孔对齐。
[0009]优选的方案，所述下L型晶体热沉的底部一侧设置有腰型槽。
[0010]优选的方案，下L型晶体热沉与上L型晶体热沉的拼接斜面呈阶梯状，不同层的阶梯高度不同。
[0011]本专利技术的有益效果如下：
[0012]1.本技术操作简单，易于使用，相比较于传统的激光晶体热沉，由于铲齿散热结构的存在，使散热效率大大提高，而且还节省材料，在较小功率激光器中可以只使用铲齿散热结构对晶体进行散热。
[0013]2.本技术上下两部分热沉都有循环水管道，散热均匀，且由螺丝相接，并和晶体紧密贴合，避免了因为晶体和热沉贴合不紧密造成的热量传导不出去的情况；
[0014]3.本技术腰型槽设计，方便固定，方便调整热沉中晶体在谐振腔中的俯仰角；
[0015]4.本技术整体固定位置在侧方，给晶体在通光方向留下了更大的调整空间，减少了在晶体通光方向空间的使用；
[0016]5. 本技术可以放置几种不同尺寸的晶体，传统的热沉换一个尺寸的晶体就要重新制作一整个热沉，本技术实现了资源的可持续发展。
附图说明
[0017]图1是实施例1晶体热沉的轴测图。
[0018]图2是实施例1晶体热沉的侧视图。
[0019]图3是实施例1下L型晶体热沉的底部结构视图。
[0020]图4是实施例1下L型晶体热沉的顶部结构视图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]参阅图1
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4所示，本申请提供如下实施例：
[0023]图1所示为一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉的轴侧结构图，晶体热沉由两个呈L型的晶体热沉拼接而成，拼接处可形成不同尺寸的孔，用于放置不同尺寸的激光晶体4，下L型晶体热沉1与上L型晶体热沉2的内部，沿水平方向贯穿设置有水道5，水道5用来安装螺纹气管接头外接水管和水冷装置，具体可选择下L型晶体热沉1的右侧孔为水冷机进水口，用水管把左侧孔和上L型晶体热沉2的左侧孔连接在一起，把上L型晶体热沉2的右侧孔作为出水口。
[0024]下L型晶体热沉1与上L型晶体热沉2的表面且位于水道5的两侧分别设置有铲齿散热结构3，这样可以通过上下L型晶体热沉均可通过铲齿散热结构和水循环散热，极大增加了散热面积，可以对热沉进行有效的散热。
[0025]所述下L型晶体热沉1上设置有沉头孔7和螺纹孔8，其位置分别与设置在上L型晶体热沉2的螺纹孔8和沉头孔7对齐。通过设置的沉头孔7和螺纹孔8，可将两个呈L型的晶体热沉通过螺丝固定在一起。
[0026]作为优选的实施例，所述下L型晶体热沉1的底部一侧设置有腰型槽6，该腰型槽6
可用于把整个热沉固定在五轴位移台或其他有螺纹孔的支架上，并且该设计可允许整体沿着槽向平移粗调热沉位置或绕着螺钉粗调热沉安装角度。
[0027]作为优选的实施例，下L型晶体热沉1与上L型晶体热沉2的拼接斜面呈阶梯状，不同层的阶梯高度不同，如图1所示，可以安装三种不同尺寸的晶体。实际使用过程中，可根据所需激光晶体4的尺寸要求，来设置阶梯的高度以匹配激光晶体4。
[0028]通过上述实施例中的晶体热沉，可以满足大部分低热导率晶体的散热需求，实现激光器高功率持续运转。
[0029]应当指出的是，具体实施方式只是本专利技术比较有代表性的例子，显然本专利技术的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本专利技术所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议地得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于端面泵浦固体激光器的晶体热沉，由两个呈L型的晶体热沉拼接而成，拼接处可形成不同尺寸的孔，用于放置激光晶体（4），其特征在于：下L型晶体热沉（1）与上L型晶体热沉（2）的内部，沿水平方向贯穿设置有水道（5），下L型晶体热沉（1）与上L型晶体热沉（2）的表面且位于水道（5）的两侧分别设置有铲齿散热结构（3）。2.如权利要求1所述的晶体热沉，其特征在于，所述下L型晶体热沉（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丙元，张一鸣，王祎然，高飞龙，苏现翠，谢一言，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：新型
国别省市：