CN102610983A - 固体激光器热效应自动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体激光器热效应自动补偿装置。它的激光晶体(6)的两端套装有密封套(1)，密封套(1)中置有光学匹配液(2)，内置光学匹配液(2)的密封套(1)的一端卡套于激光晶体(6)的端部、另一端置有密封窗口(3)，密封窗口(3)为氟化钙窗口，或四氯化硅窗口；所述的光学匹配液的型号为Refractive Index(Matching)Liquids，所述的密封套(1)卡套于激光晶体(6)端部的长度≥3mm，所述激光晶体(6)的端面与密封窗口(3)之间的距离≤50mm，所述的套装于激光晶体(6)两端的密封套(1)之间置有连通管道(4)，所述的密封窗口(3)上镀有激光增透膜。它能对激光晶体(6)两端面的热透镜效应进行自动补偿，可广泛地用于高功率固体激光器中。

Description

固体激光器热效应自动补偿装置

技术领域

本发明涉及一种热效应自动补偿装置，尤其是一种固体激光器热效应自动补偿装置。

背景技术

目前，随着高功率固体激光器越来越广泛地应用于军事、工业、医疗等领域，高功率激光器最难以解决的问题--热效应也就日渐凸显。这是由于激光晶体对泵浦光的吸收较少，绝大多数的泵浦光都转化成了热量，虽有冷却系统对激光晶体的侧面进行降温，但激光晶体的两端面却因不能接触到冷却液而产生了热膨胀，使之出现透镜效应，导致输出的激光的发散角增大、输出功率下降，从而产生严重的后果。例如：激光医疗时会损伤光学传导系统，激光焊接和切割时的焊缝和切缝会变宽，严重影响产品质量。为解决这一问题，人们采用了将激光晶体的端面预先修饰成负透镜，或者将输出镜设计成负球面镜的技术方案。然而，这种技术方案即使是设计得非常精确也只能是针对理想情况下某种特定的泵浦功率，而且要求激光器在运转的过程中所有参数不变，冷却系统绝对恒温，这在实际应用中几乎是无法实现的。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、实用的固体激光器热效应自动补偿装置。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：固体激光器热效应自动补偿装置包括激光晶体，特别是，

所述激光晶体的两端套装有密封套，所述密封套中置有光学匹配液，所述内置光学匹配液的密封套的一端卡套于激光晶体的端部、另一端置有密封窗口；

所述密封窗口为氟化钙窗口，或四氯化硅窗口。

作为固体激光器热效应自动补偿装置的进一步改进，所述的光学匹配液的型号为Refractive Index(Matching)Liquids；所述的密封套卡套于激光晶体端部的长度≥3mm；所述的激光晶体的端面与密封窗口之间的距离≤50mm；所述的套装于激光晶体两端的密封套之间置有连通管道；所述的密封窗口上镀有激光增透膜。

相对于现有技术的有益效果是，采用于激光晶体的两端套装内置光学匹配液的密封套，并使密封套的一端卡套于激光晶体的端部、另一端置有密封窗口，密封窗口为氟化钙窗口，或四氯化硅窗口的技术方案，利用光学匹配液的通透性和自流动性，既达到了对激光晶体两端面的热透镜效应进行自动补偿的功能和效果，又可对激光晶体的两端面进行一定的冷却，还有着结构简单、实用的优点。使用本技术方案后，经大量的测试，输出激光波长为近中红外的1064nm～3.5μm、输出功率为500W以上的高功率固体激光器，在一切参数和外在条件可变的前提下，激光器的泵浦功率增加时，激光晶体的激光发散角未见变化，聚焦后的焦点光斑也未见变化。

作为有益效果的进一步体现，一是光学匹配液的型号优选为RefractiveIndex(Matching)Liquids，利于更好地进行补偿；二是密封套卡套于激光晶体端部的长度优选为≥3mm，不仅便于固定密封套，也利于光学匹配液的补偿和冷却；三是激光晶体的端面与密封窗口之间的距离优选为≤50mm，除达到了补偿的效果之外，还有着体积小、结构紧凑的优点；四是套装于激光晶体两端的密封套之间优选置有连通管道，利于两只密封套中的光学匹配液之间的热平衡；五是密封窗口上优选镀有激光增透膜，减小了密封窗口对激光输出的损耗。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。

图1是本发明的一种基本结构示意图。

具体实施方式

参见图1，聚光腔7中置有并列设置的氙灯5和其两端套装有密封套1的激光晶体6。密封套1中置有型号为Refractive Index(Matching)Liquids的光学匹配液2。内置光学匹配液2的密封套1的一端卡套于激光晶体6的端部、另一端置有密封窗口3；其中，密封套1卡套于激光晶体6端部的长度为3mm，激光晶体6的端面与密封窗口3之间的距离为50mm，套装于激光晶体6两端的密封套1之间置有连通管道4。密封窗口3为其上镀有激光增透膜的氟化钙窗口(或四氯化硅窗口)。

使用时，当浸泡在光学匹配液2中的激光晶体6的端面因积聚的热量而变形时，具有流动性的光学匹配液2就会自动地对其进行补偿，使激光器输出的激光发散角和聚焦后的焦点光斑继续保持原样。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的固体激光器热效应自动补偿装置进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种固体激光器热效应自动补偿装置，包括激光晶体(6)，其特征在于：

所述激光晶体(6)的两端套装有密封套(1)，所述密封套(1)中置有光学匹配液(2)，所述内置光学匹配液(2)的密封套(1)的一端卡套于激光晶体(6)的端部、另一端置有密封窗口(3)；

所述密封窗口(3)为氟化钙窗口，或四氯化硅窗口。

2.根据权利要求1所述的固体激光器热效应自动补偿装置，其特征是光学匹配液的型号为Refractive Index(Matching)Liquids。

3.根据权利要求1所述的固体激光器热效应自动补偿装置，其特征是密封套(1)卡套于激光晶体(6)端部的长度≥3mm。

4.根据权利要求1所述的固体激光器热效应自动补偿装置，其特征是激光晶体(6)的端面与密封窗口(3)之间的距离≤50mm。

5.根据权利要求1所述的固体激光器热效应自动补偿装置，其特征是套装于激光晶体(6)两端的密封套(1)之间置有连通管道(4)。

6.根据权利要求1所述的固体激光器热效应自动补偿装置，其特征是密封窗口(3)上镀有激光增透膜。

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