CN101162827B - 一种对心注入式泵浦腔 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种对心注入式泵浦腔，包括热沉保持体和单芯管，单芯管包括热沉和安装于热沉上的单芯节，多个具有互换性的单芯管前后压叠构成一组或多组单芯管阵列结构，热沉保持体中心开孔，环绕该中心孔均布设有滑槽，单芯管阵列结构集中安装在滑槽内，且其安装在滑槽内时，单芯管的单芯节正面对着中心孔。每一热沉包括一个安装部、向安装部一侧凸出的、用于与另一热沉压叠的配合部，热沉中心为一阶梯孔，一热沉的配合部与另一热沉的阶梯孔中的大孔内径配合，每一热沉的阶梯孔中的小孔则串接形成一通孔。本发明泵浦腔以单芯管作为泵浦源，具有结构简单，使用寿命长，模块化的优点。

Description

一种对心注入式泵浦腔
【技术领域】
本发明涉及一种采用单芯节高功率激光二极管的对心注入式泵浦腔，尤其适用于高功率侧面泵浦模块。
【技术背景】
目前侧面泵浦模块多采用多路激光对心注入方式，用大功率激光二极管阵列(Laser Diode Array，以下简称LDA)作为泵浦源。此类泵浦模块一般采用多个LDA，每个LDA都是一个独立的泵浦源。另外LDA结构主要是采用将多个相互串接的二极管线阵(Bar，以下简称巴条)集成在一个热沉上的形式，其中的每个巴条由多个单芯节组成，这种LDA结构复杂，成品率低、寿命低。如果阵列中一个芯节损坏，会导致整个LDA报废。与LDA相比，单芯节高功率激光二极管(Single Emitter，以下简称单芯管)具有结构简单，使用寿命长的优点(目前单芯管的使用寿命一般在20万小时以上，而一般LDA的使用寿命为1万小时左右)。从单个芯节输出功率比较，单芯管远高过LDA(目前单芯管输出功率可达到7W以上，而LDA中一个芯节输出功率一般在1～3W之间)。
本发明针对目前常见半导体侧面泵浦模块及LDA的缺点，提出了一种适用于高功率侧面泵浦模块的、采用单芯节高功率激光二极管的整体式对心注入泵浦腔。
【发明内容】
本发明所欲解决的技术问题在于提供一种采用单芯管的整体式对心注入式泵浦腔，该泵浦腔以单芯管作为泵浦源，具有结构简单，使用寿命长，模块化的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种对心注入式泵浦腔，包括：热沉保持体和单芯管，单芯管包括热沉和安装于热沉上的单芯节，多个具有互换性的单芯管前后压叠构成一组或多组单芯管阵列结构，热沉保持体中心开孔，环绕该中心孔均布设有滑槽，单芯管阵列结构集中安装在滑槽内，且其安装在滑槽内时，单芯管的单芯节正面对着中心孔。
所述单芯管阵列结构的每一热沉包括一个与滑槽形状对应的、并可安装于滑槽内的安装部、向安装部一侧凸出的、用于与另一热沉压叠的配合部，热沉中心为一阶梯孔，一热沉的配合部与另一热沉的阶梯孔中的大孔内径配合，每一热沉的阶梯孔中的小孔则串接形成一通孔。
所述安装部为方形体，配合部为圆形体。
所述热沉的安装部上于配合部的外侧设有一凹槽，一热沉与另一热沉配合时，在凹槽内安装密封装置用于单芯管热沉间的密封。
热沉保持体的中心孔为圆形孔或者多边形孔，其中多边形孔的边数等于滑槽的数量。
在热沉中心为圆形孔的情况下，可将圆形孔内壁通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法形成高反面，高反面内形成泵浦腔。
所述多边形中心孔内安置一个反射腔而形成泵浦腔。
所述热沉保护体的左右两端部分别安装压板，压板内侧紧压热沉。
所述压板与热沉保持体间安装有密封装置。
本发明的技术效果是：多个单芯管组成单芯管阵列与热沉保持体形成整体式结构，具有结构简单，维修方便，使用寿命长的优点，理论上可实现单芯管的多级串联，易实现更大的固体激光输出。应用于侧面泵浦模块中时，由于其具有模块化的优点，可使泵浦模块结构简化，可靠度提高。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明对心注入式泵浦腔的纵向结构剖视图。
图2是本发明中热沉保持体横向结构剖视图。
图3是本发明中热沉保持体的立体图。
图4是本发明中所用单芯管热沉的剖视图。
图5是本发明中所用单芯管热沉的立体图。
图6是本发明的另外一种实施方式的结构剖视图。
【具体实施方式】
如图1所示的一种整体式对心注入泵浦腔结构，包括：热沉保持体1、热沉2、O形圈3、左压板4、右压板5、O形圈6，单芯节7。
单芯管由单芯节7和热沉2组成，热沉2是由高导热、易加工的金属制作，如图4、图5所示，热沉2主体为矩形体21，单芯节7被放置在热沉2矩形体的一个面上。一圆柱体22凸出于矩形体21的侧面，一阶梯孔23穿过矩形体21和圆柱体22，且与圆柱体22同轴，阶梯孔23的小孔位于圆柱体22凸起一侧，在这一侧表面，挖有一与阶梯孔23同轴的圆环形凹槽24，凹槽24的内径即是圆柱体22的外径，用以放置O形圈3等密封装置，结合图1、图2所示，通过热沉2上凸出的圆柱体22外表面与阶梯孔23中的大孔配合，可将多个单芯管前后压叠形成一列，构成一组单芯管阵列，热沉2阶梯孔23中的小孔则串接形成一直孔，以此构成了冷却水通道。单芯管采用直通水冷方式，热沉2之间用O形圈3进行密封(也可用密封胶等方法进行密封)，对进出水口无方向性要求，使用普通纯净水作为冷却介质。
热沉保持体1为一圆柱体，由高导热、易加工的金属制作，如图2、图3所示，中心为一圆形通孔，此孔内壁可通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法，形成高反面，高反面内即为泵浦腔11，在热沉保持体1内部靠近高反面的位置开有热沉保持体冷却通道13。环绕热沉保持体1中心轴线，均布加工了多个(示例为三个)与单芯管外轮廓形状相配的滑槽14，每个滑槽14放置一组单芯管阵列。在滑槽14靠近热沉保持体1中心孔一侧的底面加工有一通槽，以此作为单芯管泵浦光的入射口15。每一单芯管阵列结构可安装在一滑槽14内，且其安装在滑槽14内时，单芯管的单芯节7正面对着热沉保持体1的中心孔。
上述热沉2上的O形圈3的环的内径即是圆柱体22的外径，圆柱体22的外径与阶梯孔23大孔的内径为一间隙配合尺寸，热沉保持体1滑槽14的尺寸与单芯管的外形尺寸为小间隙配合结构。
在热沉保持体1两端面上安装有左压板4、右压板5，左、右压板4、5内侧面紧压住单芯管热沉2外侧面，使单芯管阵列中各个热沉2紧贴在一起，消除它们之间的间隙，从而使O形圈3产生一定变形，起到密封作用。在热沉保持体1端面绕其中心均匀开有六个螺栓孔12，热沉保持体1与左压板4、右压板5间采用螺栓连接，也可在热沉保持体1端面钻孔攻丝，用螺钉来固定压板。左压板4、右压板5与热沉保持体1及单芯管热沉2之间采用O形圈6等密封装置进行密封，也可用密封胶等方法进行密封。
图6是本发明的另外一种变异结构形式。热沉保持体1的中心孔为多边形(示例为三角形)孔，孔内用以放置激光晶体、反射腔及作为冷却通道，此种结构取消了热沉保持体冷却通道13。当中心孔为多边形孔时，其边数应等于滑槽的数量。
本发明具有结构简单，维修方便，使用寿命长的优点，理论上可实现单芯管的多级串联，易实现更大的固体激光输出。应用于侧面泵浦模块中时，由于其具有模块化的优点，可使泵浦模块结构简化，可靠度提高。

Claims (8)

1.一种对心注入式泵浦腔，包括：热沉保持体和单芯管，其特征在于：单芯管包括热沉和安装于热沉上的单芯节，多个具有互换性的单芯管前后压叠构成一组或多组单芯管阵列结构，热沉保持体中心开孔，环绕该中心孔均布设有滑槽，单芯管阵列结构集中安装在滑槽内，且其安装在滑槽内时，单芯管的单芯节正面对着中心孔；所述单芯管阵列结构的每一热沉包括一个与滑槽形状对应的、并可安装于滑槽内的安装部、向安装部一侧凸出的、用于与另一热沉压叠的配合部，热沉中心为一阶梯孔，一热沉的配合部与另一热沉的阶梯孔中的大孔内径配合，每一热沉的阶梯孔中的小孔则串接形成一通孔。
2.如权利要求1所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：所述安装部为方形体，配合部为圆形体。
3.如权利要求2所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：所述热沉的安装部上于配合部的外侧设有一凹槽，一热沉与另一热沉配合时，在凹槽内安装密封装置用于单芯管热沉间的密封。
4.如权利要求1或3所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：热沉保持体的中心孔为圆形孔或者多边形孔，其中多边形孔的边数等于滑槽的数量。
5.如权利要求4所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：在热沉中心为圆形孔的情况下，可将圆形孔内壁通过超精细加工、溅射、蒸发或电镀的方法形成高反面，高反面内形成泵浦腔。
6.如权利要求4所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：所述多边形中心孔内安置一个反射腔而形成泵浦腔。
7.如权利要求1所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：热沉保护体的左右两端部分别安装压板，压板内侧紧压热沉。
8.如权利要求7所述的对心注入式泵浦腔，其特征在于：压板与热沉保持体间安装有密封装置。
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