一种激光产生介质均匀冷却组件制造技术

本发明专利技术提供了一种激光产生介质均匀冷却组件，包括上热沉和下热沉，上热沉和下热沉均为两个交错的梯形结构，上热沉和下热沉扣合后的中间形成有激光产生介质安装孔位，本发明专利技术下热沉水道结构设计简单，结合微孔冷却喷射技术，在不加入其他外接水道的同时使上热沉也能实现高效、均匀散热，从而实现激光介质四周均匀散热的效果，工艺加工易实现。正公差的沉头螺孔设计以及密封橡胶垫的加装，使上热沉相对激光介质在垂直方向和水平方向都有一定的余量空间，使激光介质能够与热沉紧密接触，达到良好的散热效果，同时也实现了合理应力释放，避免晶体热炸裂现象。避免晶体热炸裂现象。避免晶体热炸裂现象。

【技术实现步骤摘要】
一种激光产生介质均匀冷却组件


[0001]本专利技术属于固体激光器
，涉及一种激光产生介质均匀冷却组件。

技术介绍

[0002]热管理技术是固体激光器中的核心技术之一，激光产生介质的散热效果不好将造成介质温度快速升高，从而产生严重的热效应现象，造成激光输出效率降低、激光光束质量严重恶化和退偏、输出不稳定、甚至热焦距过短光束严重聚焦直接损伤激光元器件等；同时如果热应力不能有效释放，会造成激光产生介质炸裂。
[0003]采用液冷方式是高功率固体激光器常用方法之一，减小装置体积、提高冷却效率和合理的应力释放是冷却夹具的设计主旨，晶体与夹具的接触方式和夹具的流道设计是高效冷却的核心因素，与高功率固体激光器的核心输出性能的实现密切相关。
[0004]现有方案之一是通过金属焊料将晶体焊接到热沉上，只能对晶体的焊接面进行有效冷却，工艺比较复杂，价格比较昂贵，一旦激光介质损伤，就难以拆卸下来修复，成本非常昂贵。现有方案之二是具有活舌装夹方式的水冷夹具，多数情况下无法实现激光介质四个侧面较为均匀的散热，从而造成散热效果不好以及热应力不均匀引起的激光双折射效应，造成激光输出光束质量恶化和退偏效应，严重影响激光器性能。现有部分方案设计为了实现激光介质四个面相对均匀的散热，流道和夹具结构设计比较复杂，加工工艺和装配要求高，同时存在严重的漏液风险，主要缺点如下：
[0005]焊接连接方式工艺复杂、介质表面损伤后难以拆卸修复，成本高昂。
[0006]活舌液冷夹具难以实现激光介质四周均匀散热，散热效果差，易造成热应力，从而严重影响激光输出性能。
[0007]部分夹具设计思路工序多，装夹复杂，以及流道设计复杂和增加漏液风险。
[0008]部分夹具设计复杂，组成部分较多，不利于轻量化，影响固体激光器长期工作可靠性。
[0009]部分夹具应力释放设计不合理，无法实现高功率激光输出，易造成激光介质热炸裂。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种激光产生介质均匀冷却组件，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0011]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种激光产生介质均匀冷却组件，包括上热沉和下热沉，所述上热沉和下热沉均为两个交错的梯形结构，所述上热沉和下热沉扣合后的中间形成有安装孔位，所述上热沉的四个边角处依次开设有第一沉头直孔、第二沉头直孔、第三沉头直孔和第四沉头直孔，所述下热沉的四个边角处依次开设有第一沉螺纹孔、第二沉螺纹孔、第三沉螺纹孔和第四沉螺纹孔，所述第一沉螺纹孔、第二沉螺纹孔、第三沉螺纹孔和第四沉螺纹孔与第一沉头直孔、第二沉头直孔、第三沉头直孔和第四沉头直
孔通过螺钉对应螺纹连接，所述下热沉的液体流道为空心结构，液体流道设有冷却液入口和冷却液出口，液体流道的第一上表面设有第一微型形通孔阵列，所述液体流道的第二上表面设有第二微型形通孔阵列。
[0012]在上述的一种激光产生介质均匀冷却组件中，所述上热沉和下热沉均采用导热系数高的紫铜材质。
[0013]在上述的一种激光产生介质均匀冷却组件中，所述第一微型形通孔阵列的通孔直径和第二微型形通孔阵列的通孔直径均为1
‑
2毫米。
[0014]与现有技术相比，本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件的优点为：下热沉水道结构设计简单，结合微孔冷却喷射技术，在不加入其他外接水道的同时使上热沉也也能实现高效、均匀散热，从而实现激光介质四周均匀散热的效果，工艺加工易实现。正公差的沉头螺孔设计以及密封橡胶垫的加装，使上热沉相对激光介质在垂直方向和水平方向都有一定的余量空间，使激光介质能够与热沉紧密接触，达到良好的散热效果，同时也实现了合理应力释放，避免晶体热炸裂现象；本专利技术的激光介质冷却夹具结构简单、安装方便，晶体损伤后易于更换，可重复使用，成本低。上热沉和下热沉仅需通过4颗螺钉装配，相较于其他液冷夹具，不仅减小了体积重量，也避免了过多的外接水路，减低了漏液风险。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件的立体结构示意图。
[0016]图2是本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件上热沉的结构示意图。
[0017]图3是本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件下热沉的结构示意图。
[0018]图4是本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件下热沉液道的分布图。
[0019]图中，1、上热沉；101、第一沉头直孔；102、第二沉头直孔；103、第三沉头直孔；104、第四沉头直孔；2、下热沉；201、冷却液入口；202、冷却液出口；203、上表面；203、第一上表面；204、第二上表面；205、第一沉螺纹孔；206、第二沉螺纹孔；207、第三沉螺纹孔；208、第四沉螺纹孔；209、第一微型形通孔阵列；210、第二微型形通孔阵列；3、安装孔位。
具体实施方式
[0020]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0021]如图1、图2、图3和图4所示，本专利技术一种激光产生介质均匀冷却组件，包括上热沉1和下热沉2，上热沉1和下热沉2均为两个交错的梯形结构，上热沉1和下热沉2扣合后的中间形成有安装孔位3，上热沉1的四个边角处依次开设有第一沉头直孔101、第二沉头直孔102、第三沉头直孔103和第四沉头直孔104，下热沉2的四个边角处依次开设有第一沉螺纹孔205、第二沉螺纹孔206、第三沉螺纹孔207和第四沉螺纹孔208，第一沉螺纹孔205、第二沉螺纹孔206、第三沉螺纹孔207和第四沉螺纹孔208与第一沉头直孔101、第二沉头直孔102、第三沉头直孔103和第四沉头直孔104通过螺钉对应螺纹连接，下热沉2的液体流道为空心结构，液体流道设有冷却液入口201和冷却液出口202，液体流道的第一上表面203设有第一微型形通孔阵列209，液体流道的第二上表面204设有第二微型形通孔阵列210。
[0022]在本实施方案中，上热沉1和下热沉2均采用导热系数高的紫铜材质；第一微型形
通孔阵列209的通孔直径和第二微型形通孔阵列210的通孔直径均为1
‑
2毫米。
[0023]本专利技术分为两个部分，上热沉和下热沉，分别为两个交错的梯形结构，扣合后中间的空间即为激光介质的安装位置，根据激光介质尺寸设计为负公差。激光介质首先包裹一层合适厚度的铟箔，贴合涂有一层薄导热硅脂的下热沉的直角处，激光介质下表面和一个侧面与下热沉直角处两个面非常好的贴合，必要时预安装后在真空炉静置一段时间，然后再通过力矩扳手重新紧固安装螺钉。使用螺钉将上热沉直孔101、102、103、104与下热沉螺纹孔205、206、207、208连接，上盖的沉头直孔设计一定的正公差，固定时通孔上方使用弹簧垫片，同时喷射孔周围由矩形密封圈密封，采用力矩扳手紧固螺钉，既确保激光介质和上下热沉的接触紧密，具备良好的散热性能，同时又有效释放热应力，避免晶体热损伤。
[0024]具体的下热沉液体流道为空心结构，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光产生介质均匀冷却组件，包括上热沉(1)和下热沉(2)，其特征在于，所述上热沉(1)和下热沉(2)均为两个交错的梯形结构，所述上热沉(1)和下热沉(2)扣合后的中间形成有安装孔位(3)，所述上热沉(1)的四个边角处依次开设有第一沉头直孔(101)、第二沉头直孔(102)、第三沉头直孔(103)和第四沉头直孔(104)，所述下热沉(2)的四个边角处依次开设有第一沉螺纹孔(205)、第二沉螺纹孔(206)、第三沉螺纹孔(207)和第四沉螺纹孔(208)，所述第一沉螺纹孔(205)、第二沉螺纹孔(206)、第三沉螺纹孔(207)和第四沉螺纹孔(208)与第一沉头直孔(101)、第二沉头直孔(102)、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭跃峰，
申请(专利权)人：成都镭远光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：