CN107658682A - 一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，包括冷却装置主体、导热金属板、第一固定槽、第三固定槽、固定底板、第一散热导管、第二散热导管、第三散热导管和第一凸台，所述冷却装置主体上设置有固定壳体，所述导热金属板设置在薄片增益介质的下方，所述第一固定槽设置在固定壳体的内部，所述第一凸台设置在固定底板内侧的上方，且第一凸台的内侧依次设置有第二凸台和第三凸台。该薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，将第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管设置为可拆卸形式，便于使用者对第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的更换，且不需要对散热导管进行整体更换，有利于对生产成本的节约。

Description

一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器
技术领域
本发明涉及薄片激光器技术领域，具体为一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器。
背景技术
薄片激光器采用厚度很小而横向尺寸较大的薄片状材料作为激光器的增益介质，即薄片增益介质，薄片激光器工作时需要对薄片增益介质进行散热，传统的薄片增益介质的冷却装置，包括高热导率的紫铜热沉以及固定在紫铜热沉上的薄片增益介质，紫铜热沉上设置有冷却介质微通道，由于薄片增益介质的面积很大、厚度很小，因此增益介质上的热量可以快速、有效的通过紫铜热沉传递给冷却介质微通道，再由冷却介质带走，薄片激光器具有可以高效导出增益介质内的热沉积、减弱增益介质的热透镜效应等优点，因此可以实现高功率、高效率、高光束质量的激光输出，由于薄片激光器具有上述优点，因此已广泛应用于国防军事、科学研究、工业生产等各个方面。
但现有的薄片激光器增益介质的冷却装置，不能进行分体拆卸，不便于使用者的安装与更换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，以解决上述背景技术提出的目前市场上的薄片激光器增益介质的冷却装置，不能进行分体拆卸，不便于使用者的安装与更换的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，包括冷却装置主体、导热金属板、第一固定槽、第三固定槽、固定底板、第一散热导管、第二散热导管、第三散热导管和第一凸台，所述冷却装置主体上设置有固定壳体，且固定壳体的上端与薄片增益介质相连接，所述导热金属板设置在薄片增益介质的下方，且导热金属板镶嵌在固定壳体内部的上方，所述第一固定槽设置在固定壳体的内部，且第一固定槽的内侧通过分隔挡板与第二固定槽相连接，所述第三固定槽位于第二固定槽的内侧，且第三固定槽与第二固定槽之间设置有分隔挡板，所述固定底板通过固定螺栓设置在固定壳体的下端，且固定壳体的下端面和固定底板上分别设置有第一固定螺栓孔和第二固定螺栓孔，所述第一散热导管穿插在第一固定槽的内部，且第一散热导管的下端分别与第一进口和第一出口相连接，所述第二散热导管穿插在第二固定槽的内部，且第二散热导管的下端分别与第二进口和第二出口相连接，所述第三散热导管穿插在第三固定槽的内部，且第三散热导管的下端分别与第三进口和第三出口相连接，所述第一凸台设置在固定底板内侧的上方，且第一凸台的内侧依次设置有第二凸台和第三凸台。
优选的，所述固定壳体的结构为中空结构，且固定壳体的长度和宽度与固定底板的长度和宽度相同。
优选的，所述导热金属板的长度与宽度均小于固定壳体的长度与宽度，且导热金属板与固定壳体的侧边互为垂直安装。
优选的，所述第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的形状结构均为圆环结构，且第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的半径依次递减。
优选的，所述第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的圆心重合于同一点，且第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的内槽深度均小于固定壳体的高度。
优选的，所述第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的宽度均小于第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的槽宽，且第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的形状结构均与第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的形状结构相同。
优选的，所述第一进口、第二进口、第三进口、第三出口、第二出口和第一出口的高度等于第一凸台的厚度与固定底板的厚度之和，且第一凸台、第二凸台和第三凸台厚度均相同。
优选的，所述第一凸台、第二凸台和第三凸台的宽度均小于第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽的槽宽，且第一凸台、第二凸台和第三凸台均采用胶粘的方式与固定底板相连接。
优选的，所述第一凸台的直径小于固定底板的边长，且第一凸台、第二凸台和第三凸台的直径依次递减。
优选的，所述第二凸台与固定底板平行安装，且第二凸台的厚度小于固定底板的厚度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，将第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管设置为可拆卸形式，便于使用者对第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的更换，且不需要对散热导管进行整体更换，有利于对生产成本的节约，在薄片增益介质的下端设置有导热金属板，起到使薄片增益介质产生的热量快速传递的作用，便于薄片增益介质热量的传递，有利于对薄片增益介质的冷却，在固定壳体的内部设置有第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽，起到固定安装第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的作用，有利于第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的稳定安装，且第一固定槽、第二固定槽和第三固定槽之间设置有分隔挡板，避免在更换第一散热导管、第二散热导管或第三散热导管时对相邻的散热导管造成影响，有利于将第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管分开安装，在固定底板内侧的上方设置有第一凸台、第二凸台和第三凸台，起到对第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管进行固定安装的作用，有利于第一散热导管、第二散热导管和第三散热导管的稳固安装。
附图说明
图1为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的结构示意图；
图2为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的固定壳体结构示意图；
图3为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的固定壳体仰视结构示意图；
图4为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的固定底板结构示意图；
图5为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的第一凸台、第二凸台和第三凸台结构示意图；
图6为本发明一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的第一凸台、第二凸台和第三凸台俯视结构示意图。
图中：1、冷却装置主体，2、固定壳体，3、薄片增益介质，4、导热金属板，5、固定螺栓，6、第一固定槽，7、第二固定槽，8、第三固定槽，9、固定底板，10、第一固定螺栓孔，11、分隔挡板，12、第一散热导管，13、第二散热导管，14、第三散热导管，15、第二固定螺栓孔，16、第一进口，17、第二进口，18、第三进口，19、第三出口，20、第二出口，21、第一出口，22、第一凸台，23、第二凸台，24、第三凸台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，包括冷却装置主体1、固定壳体2、薄片增益介质3、导热金属板4、固定螺栓5、第一固定槽6、第二固定槽7、第三固定槽8、固定底板9、第一固定螺栓孔10、分隔挡板11、第一散热导管12、第二散热导管13、第三散热导管14、第二固定螺栓孔15、第一进口16、第二进口17、第三进口18、第三出口19、第二出口20、第一出口21、第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24，冷却装置主体1上设置有固定壳体2，且固定壳体2的上端与薄片增益介质3相连接，固定壳体2的结构为中空结构，且固定壳体2的长度和宽度与固定底板9的长度和宽度相同，这样设置有利于对第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的稳固安装，导热金属板4设置在薄片增益介质3的下方，且导热金属板4镶嵌在固定壳体2内部的上方，导热金属板4的长度与宽度均小于固定壳体2的长度与宽度，且导热金属板4与固定壳体2的侧边互为垂直安装，设置导热金属板4起到使薄片增益介质3产生的热量快速传递的作用，便于薄片增益介质3热量的传递，有利于对薄片增益介质3的冷却，第一固定槽6设置在固定壳体2的内部，且第一固定槽6的内侧通过分隔挡板11与第二固定槽7相连接，第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的形状结构均为圆环结构，且第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的半径依次递减，第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的圆心重合于同一点，且第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的内槽深度均小于固定壳体2的高度，设置第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8，起到固定安装第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的作用，有利于第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的稳定安装，第三固定槽8位于第二固定槽7的内侧，且第三固定槽8与第二固定槽7之间设置有分隔挡板11，固定底板9通过固定螺栓5设置在固定壳体2的下端，且固定壳体2的下端面和固定底板9上分别设置有第一固定螺栓孔10和第二固定螺栓孔15，第一散热导管12穿插在第一固定槽6的内部，且第一散热导管12的下端分别与第一进口16和第一出口21相连接，第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的宽度均小于第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的槽宽，且第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的形状结构均与第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的形状结构相同，将第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14设置为可拆卸形式，便于使用者对第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的更换，且不需要对散热导管进行整体更换，有利于对生产成本的节约，第一进口16、第二进口17、第三进口18、第三出口19、第二出口20和第一出口21的高度等于第一凸台22的厚度与固定底板9的厚度之和，且第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24厚度均相同，这样设置有利于第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14与外部冷却机的连接，第二散热导管13穿插在第二固定槽7的内部，且第二散热导管13的下端分别与第二进口17和第二出口20相连接，第三散热导管14穿插在第三固定槽8的内部，且第三散热导管14的下端分别与第三进口18和第三出口19相连接，第一凸台22设置在固定底板9内侧的上方，且第一凸台22的内侧依次设置有第二凸台23和第三凸台24，第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24的宽度均小于第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的槽宽，且第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24均采用胶粘的方式与固定底板9相连接，设置第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24，起到对第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14进行固定安装的作用，有利于第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的稳固安装，第一凸台22的直径小于固定底板9的边长，且第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24的直径依次递减，这样设置有利于第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24与第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的配合安装，第二凸台23与固定底板9平行安装，且第二凸台23的厚度小于固定底板9的厚度，这样设置有利于固定底板9与固定壳体2的安装。
工作原理：在使用该薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器时，先检查冷却装置主体1的各个结构是否完好，检查完毕后，将第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14分别放入到第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的内部，并将第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14的下端分别通过第一进口16与第一出口21、第二进口17与第二出口20和第三进口18与第三出口19与外部的冷却机连接，此时，将固定底板9上的第二固定螺栓孔15与固定壳体2上的第一固定螺栓孔10对齐，并用固定螺栓5固定，第一凸台22、第二凸台23和第三凸台24可使第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14在第一固定槽6、第二固定槽7和第三固定槽8的内部稳定安装，安装完毕后，启动外部的冷却机，冷却机将冷却液分别经第一进口16、第二进口17和第三进口18加入到第一散热导管12、第二散热导管13和第三散热导管14内，冷却液经导热金属板4吸收薄片增益介质3产生的热量，并在冷却机的作用下从第一出口21、第二出口20和第三出口19排出，进而对薄片增益介质3进行冷却，当需要对第一散热导管12、第二散热导管13或第三散热导管14进行更换时，将固定底板9打开，更换相应的第一散热导管12、第二散热导管13或第三散热导管14即可，以上便完成该薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器的一系列操作，本说明中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，包括冷却装置主体(1)、导热金属板(4)、第一固定槽(6)、第三固定槽(8)、固定底板(9)、第一散热导管(12)、第二散热导管(13)、第三散热导管(14)和第一凸台(22)，其特征在于：所述冷却装置主体(1)上设置有固定壳体(2)，且固定壳体(2)的上端与薄片增益介质(3)相连接，所述导热金属板(4)设置在薄片增益介质(3)的下方，且导热金属板(4)镶嵌在固定壳体(2)内部的上方，所述第一固定槽(6)设置在固定壳体(2)的内部，且第一固定槽(6)的内侧通过分隔挡板(11)与第二固定槽(7)相连接，所述第三固定槽(8)位于第二固定槽(7)的内侧，且第三固定槽(8)与第二固定槽(7)之间设置有分隔挡板(11)，所述固定底板(9)通过固定螺栓(5)设置在固定壳体(2)的下端，且固定壳体(2)的下端面和固定底板(9)上分别设置有第一固定螺栓孔(10)和第二固定螺栓孔(15)，所述第一散热导管(12)穿插在第一固定槽(6)的内部，且第一散热导管(12)的下端分别与第一进口(16)和第一出口(21)相连接，所述第二散热导管(13)穿插在第二固定槽(7)的内部，且第二散热导管(13)的下端分别与第二进口(17)和第二出口(20)相连接，所述第三散热导管(14)穿插在第三固定槽(8)的内部，且第三散热导管(14)的下端分别与第三进口(18)和第三出口(19)相连接，所述第一凸台(22)设置在固定底板(9)内侧的上方，且第一凸台(22)的内侧依次设置有第二凸台(23)和第三凸台(24)。
2.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述固定壳体(2)的结构为中空结构，且固定壳体(2)的长度和宽度与固定底板(9)的长度和宽度相同。
3.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述导热金属板(4)的长度与宽度均小于固定壳体(2)的长度与宽度，且导热金属板(4)与固定壳体(2)的侧边互为垂直安装。
4.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的形状结构均为圆环结构，且第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的半径依次递减。
5.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的圆心重合于同一点，且第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的内槽深度均小于固定壳体(2)的高度。
6.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一散热导管(12)、第二散热导管(13)和第三散热导管(14)的宽度均小于第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的槽宽，且第一散热导管(12)、第二散热导管(13)和第三散热导管(14)的形状结构均与第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的形状结构相同。
7.根据权利要求3所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一进口(16)、第二进口(17)、第三进口(18)、第三出口(19)、第二出口(20)和第一出口(21)的高度等于第一凸台(22)的厚度与固定底板(9)的厚度之和，且第一凸台(22)、第二凸台(23)和第三凸台(24)厚度均相同。
8.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一凸台(22)、第二凸台(23)和第三凸台(24)的宽度均小于第一固定槽(6)、第二固定槽(7)和第三固定槽(8)的槽宽，且第一凸台(22)、第二凸台(23)和第三凸台(24)均采用胶粘的方式与固定底板(9)相连接。
9.根据权利要求1所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第一凸台(22)的直径小于固定底板(9)的边长，且第一凸台(22)、第二凸台(23)和第三凸台(24)的直径依次递减。
10.根据权利要求3所述的一种薄片激光器增益介质的冷却装置及激光器，其特征在于：所述第二凸台(23)与固定底板(9)平行安装，且第二凸台(23)的厚度小于固定底板(9)的厚度。
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CN109038184A (zh) * 2018-09-30 2018-12-18 中国人民解放军国防科技大学 一种温度可调制的光纤水冷盘及光纤激光器

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