CN103036134B - 固体激光器及其激光器件散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体激光器及其激光器件散热装置，包括支撑座、安装板和多个压块，支撑座的顶面具有一个凹坑，凹坑的内侧壁上设有至少三个凹槽，每个凹槽内分别放置两个第一钢球，两个第一钢球水平并排布置；安装板的外形与凹坑相适配，安装板的侧面上设有与凹槽相对应的销轴，安装板设置在凹坑内且与凹坑的侧壁及底壁之间设有间隙，销轴放置在相应的凹槽内且支撑在两个第一钢球之间；与销轴一一对应的多个压块分别将对应的销轴固定在支撑座的顶面上。本发明，安装板与支撑座之间通过第一钢球实现了点接触，接触面积小，从而实现了安装激光器件的安装板与外接部件的热隔绝，提高了激光器件的冷却效率。

Description

固体激光器及其激光器件散热装置

技术领域

本发明涉及固体激光器，具体涉及固体激光器及其激光器件散热装置。

背景技术

泵浦源、激光晶体、波长转换装置、频率调制装置以及模式锁定装置等激光器件是产品的主要发热源，如果激光器件内的热量不能及时散发出去，就会产生热量堆积，使激光器件的温度不断升高，最终导致激光器件损坏。

目前，激光器件的散热方式是：将激光器件安装在一块金属散热底座上（以下统称激光器件安装板），通过风冷或水冷的方式对激光器件安装板冷却，从而间接地将激光器件内的热量带走，以达到使激光器件降温的目的。通常，激光器件安装板与其他部件呈面接触的，所以在冷却激光器件安装板时会将与激光器件安装板直接或间接接触其他部件同时冷却。由此产生以下后果：

（1）同时冷却其他部件，降低了对激光器件的冷却效率。由于对激光器件的冷却效率不高，导致激光器件内产生热量得不到有效散除，影响了激光器件的温度控制精度，温度漂移较大，由此产生因激光器件温度漂移而输出性能不稳定的现象。

（2）激光器件安装板与接触部件之间的热量流动不可忽略，但是热量流动过程缓慢，需要较长时间才能达到稳态，从而导致激光器件预热时间过长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决激光器件的冷却效率不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种固体激光器及其激光器件散热装置，包括支撑座、安装板和多个压块，所述支撑座的顶面上具有一个凹坑，所述凹坑的内侧壁上设有至少三个凹槽，每个所述凹槽均与所述支撑座的顶面相通，且每个所述凹槽内分别放置两个第一钢球，两个所述第一钢球水平并排布置；所述安装板的外形与所述凹坑相适配，所述安装板的侧面上设有与所述凹槽相对应的销轴，所述安装板设置在所述凹坑内且与所述凹坑的侧壁及底壁之间设有间隙，所述销轴放置在相应的所述凹槽内且支撑在两个所述第一钢球之间；所述压块分别自上而下将对应的所述销轴压固在两个所述所述第一钢球上。

在上述方案中，所述压块的底面上嵌设有两个第二钢球，所述销轴支撑在两个所述第二钢球之间，且所述销轴的端部与所述凹槽的内壁之间设有间隙。

在上述方案中，所述凹坑的横截面为矩形，三个所述凹槽分别设置在所述凹坑的三个侧壁上。

在上述方案中，两个所述第一钢球相互紧贴，且两个所述第一钢球分别与所述凹槽的侧壁紧贴。

在上述方案中，所述压块的底面上设有球面状的第二定位坑，所述第二钢球固定在所述第二定位坑内，且两个所述第二钢球之间的间隙小于所述销轴的直径。

在上述方案中，所述安装板的顶面与所述支撑座的顶面平行。

在上述方案中，一个所述凹槽的中心线与另外两个相对设置的所述凹槽中心线之间的连线的垂足，位于所述安装板固定激光器件后的重心的正下方。

在此基础上，本发明还提供了一种固体激光器，包括激光器件和上述结构的激光器件散热装置，所述激光器件固定在所述安装板上。

本发明提供的激光器件散热装置，安装板与支撑座之间通过第一钢球实现了点接触，接触面积小可忽略不计，从而实现了激光器件安装板与外接部件的热隔绝，提高了激光器件的冷却效率。

进一步的，固定安装板的压块与安装板上的销轴也通过第二钢球实现了点接触，从而更进一步地提高了激光器件的冷却效率。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图；

图2为本发明中支撑座的结构示意图；

图3为本发明中压块的结构示意图；

图4为本发明提供的压块分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作出详细的说明。

如图1所示，本发明提供的固体激光器及其激光器件散热装置，包括支撑座1、安装板2和多个压块3。安装板2用于安装激光器件，支撑座1的作用是支撑安装板2，并实现与固体激光器其他部件的连接，压块3的作用是将安装板2固定在支撑座1的顶面上。

再请参见图2，支撑座1的顶面上具有一个凹坑11，凹坑11的内侧壁上设有三个凹槽12，每个凹槽12均与支撑座1的顶面相通，且每个凹槽12内分别放置两个第一钢球13，两个第一钢球13水平并排布置。本实施例中，凹坑11为矩形凹坑，三个凹槽12分别设置在凹坑11的三个内侧壁上。

再请参见图1，安装板2的外形与凹坑11相适配，并且安装板2的侧面与凹坑11的侧面之间设有一定空隙，安装板2的底面与凹坑11之间也设有一定的空隙，从而保证安装板2与凹坑11的各个内壁均不接触。安装板2的侧面上设有与凹槽12相对应的销轴21。安装板2设置在凹坑11内，销轴21放置在相应的凹槽内且支撑在两个第一钢球13之间，两个并排设置的第一钢球13之间的间隙小于销轴21的直径，销轴21的直径与第一钢球13的直径相仿，从而保证销轴21分别与两个第一钢球13之间形成点接触。

安装板2通过压块3固定在支撑座1的顶面上，压块3的具体结构请参见图3、图4，压块3呈条形，其底面上设有两个球面状的第二定位坑32，两个第二钢球31分别固定在第二定位坑32内，销轴21支撑在两个第二钢球31之间，两个第二钢球31之间的间隙小于销轴21的直径，从而保证销轴21分别与两个第二钢球31之间形成点接触。

安装板2固定后，其顶面与支撑座1的顶面平行。

在本具体实施例中，两个并排设置的第一钢球13之间相互紧贴，且两个第一钢球13分别与凹槽12的侧壁紧贴，两个第二钢球13之间也相互紧贴，销轴21的端部分别与凹槽12的内壁之间设有间隙，三个凹槽中，两个凹槽相对设置，另外一个凹槽的中心线与上述两个凹槽的中心线的连线垂直，且垂足位于安装板2固定激光器件后的重心的正下方。这样，通过三个凹槽的分布以及销轴，一来限制了安装板2的纵向移动；二来限制了安装板2的横向移动，三来匹配了安装板的重心，使得安装板2的固定更加的牢固。并且，两个第一钢球与销轴成三角结构，两个第二钢球与销轴也成三角结构，两个三角结构牢牢把安装板固定在支撑座上。

本具体实施例中，凹坑11为矩形凹坑，显然，本发明提供的技术方案中，凹坑11的形状并不局限于矩形，凹坑的形状采用圆形、椭圆形或多边形均是可以的，当采用这些形状时，应考虑合理布置凹槽的位置，以保证对安装板支撑的平衡性。例如，当采用圆形时，凹槽沿周向均布设置。

总体而言，本发明提供的固体激光器及其激光器件散热装置，具有如下优点：

（1）激光器件的安装板与支撑座的接触只有12个点，接触面积可忽略不计，从而实现了安装板与外接部件的热隔绝。

（2）结构牢固，工艺易于实现。

（3）采用该装置的固体激光器具有更好的激光输出性能。

在此基础上，本发明还提供了一种固体激光器，包括激光器件和上述结构的激光器件散热装置，所述激光器件固定在所述安装板上。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.固体激光器的激光器件散热装置，其特征在于，包括：

支撑座，其顶面上具有一个凹坑，所述凹坑的内侧壁上设有至少三个凹槽，每个所述凹槽均与所述支撑座的顶面相通，且每个所述凹槽内分别放置两个第一钢球，两个所述第一钢球水平并排布置，两个所述第一钢球之间相互紧贴，且两个所述第一钢球分别与所述凹槽的侧壁紧贴；

安装板，其外形与所述凹坑相适配，所述安装板的侧面上设有与所述凹槽相对应的销轴，所述安装板设置在所述凹坑内且与所述凹坑的侧壁及底壁之间设有间隙，所述销轴放置在相应的所述凹槽内且支撑在两个所述第一钢球之间；

与所述销轴一一对应的多个压块，所述压块的底面上嵌设有两个第二钢球，所述销轴支撑在两个所述第二钢球之间，且所述销轴的端部与所述凹槽的内壁之间设有间隙，所述压块分别自上而下将对应的所述销轴压固在两个所述第一钢球上。

2.如权利要求1所述的固体激光器的激光器件散热装置，其特征在于，所述凹坑的横截面为矩形，三个所述凹槽分别设置在所述凹坑的三个侧壁上。

3.如权利要求1所述的固体激光器的激光器件散热装置，其特征在于，所述压块的底面上设有球面状的第二定位坑，所述第二钢球固定在所述第二定位坑内，且两个所述第二钢球之间的间隙小于所述销轴的直径。

4.如权利要求1所述的固体激光器的激光器件散热装置，其特征在于，所述安装板的顶面与所述支撑座的顶面平行。

5.如权利要求2所述的固体激光器的激光器件散热装置，其特征在于，一个所述凹槽的中心线与另外两个相对设置的所述凹槽中心线之间的连线的垂足，位于所述安装板固定激光器件后的重心的正下方。

6.固体激光器，包括激光器件，其特征在于，还包括如权利要求1至5项任一项所述的激光器件散热装置，所述激光器件固定在所述安装板上。