CN107910739A - 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器 - Google Patents

一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN107910739A
CN107910739A CN201711406275.5A CN201711406275A CN107910739A CN 107910739 A CN107910739 A CN 107910739A CN 201711406275 A CN201711406275 A CN 201711406275A CN 107910739 A CN107910739 A CN 107910739A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
crystal
refrigerator
temperature control
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711406275.5A
Other languages
English (en)
Inventor
丁宏玉
李伟平
朱海波
罗近雅
梁崇智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY CO.,LTD.
Guangdong Huayi Laser Technology Co., Ltd
Original Assignee
Guangdong Han Tang Rapid Manufacturing Application Technology Research Institute Co Ltd
Guangdong Liang Ze Laser Technology Co Ltd
Guangdong Hua Fast Photon Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Han Tang Rapid Manufacturing Application Technology Research Institute Co Ltd, Guangdong Liang Ze Laser Technology Co Ltd, Guangdong Hua Fast Photon Technology Co Ltd filed Critical Guangdong Han Tang Rapid Manufacturing Application Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN201711406275.5A priority Critical patent/CN107910739A/zh
Publication of CN107910739A publication Critical patent/CN107910739A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
    • G05D23/2033—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature details of the sensing element
    • G05D23/2034—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature details of the sensing element the sensing element being a semiconductor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，包括有顺次连接的泵浦源、用于温度控制的制冷器、用于波长转化的晶体组件、用于将晶体组件输出激光整形为平行光的输出透镜组件、用于将平行光聚焦的耦合透镜和光纤，所述晶体组件上设有凹孔，所述凹孔内设有用于检测晶体组件中晶体温度的温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器与制冷器连接用于驱动制冷器进行温度控制工作，通过制冷器对晶体的温度进行控制从而保证晶体通光表面温度分布的均匀性和对称性。

Description

一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器
[技术领域]
本发明涉及一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器。
[背景技术]
微片式百皮秒(200ps-900ps)脉冲激光器的输出特性对温度很敏感，不仅要求晶体的温度绝对值不能过高，同时也要求晶体温度分布尽量的均匀性和对称性。另一方面，为了保证机械稳定性以及产品体积的限制，因此，要求外观结构尺寸范围尽量小，以往的该类激光器的结构均不能满足内部晶体表面的温度分布均匀性和对称性。
微片式固体激光器常用激光介质有两种，分别为Nd:YAG晶体和Nd:YVO4晶体。若要得到脉冲激光，要用一块同基质的Cr:YAG或Cr:YVO4键合到Nd:YAG和Nd:YVO4表面。当用808nm的LD泵浦光照射晶体时，可发出1064nm的红外激光。
图1为现有该类激光器的原理示意图，其中11为Nd:YAG或Nd:YVO4晶体，12为Cr:YAG或Cr:YVO4晶体，13为808nm激光二极管，14为聚焦透镜或透镜组，808nm泵浦光被晶体吸收后，一部分转化为1064nm激光，其余部分转化为热，从而使晶体温度升高，这种温度升高会产生一系列不良现象，如：1、会出现影响激光谐振腔结构的表面形变，使1064nm激光的功率变化以及出射光方向的偏移；2、长期反复的热胀冷缩会导致晶体表面镀膜层的退化与损伤
目前该类激光器的散热方式有两种：一是仅用本身的金属结构作为热导体将晶体的热量导出到外部环境中；二是在底部加一制冷装置，但由于晶体的横向尺寸远大于纵向通光尺寸，如横向1mm左右，纵向4-10mm，因此使得这种方式的散热不够均匀。这两种方式均不能有效地控制晶体的温度和温度对称性。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，通过制冷器对晶体的温度进行控制从而保证晶体通光表面温度分布的均匀性和对称性。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，包括有顺次连接的泵浦源、用于温度控制的制冷器、用于波长转化的晶体组件、用于将晶体组件输出激光整形为平行光的输出透镜组件、用于将平行光聚焦的耦合透镜和光纤，所述晶体组件上设有凹孔，所述凹孔内设有用于检测晶体组件中晶体温度的温度传感器，所述温度传感器连接有控制器，所述控制器与制冷器连接用于驱动制冷器进行温度控制工作。
所述制冷器与晶体组件之间通过导热胶粘贴。
所述制冷器与晶体组件之间通过机械固定件固定连接。
所述晶体组件进光口与出光口分别设有光学玻璃。
所述激光器外覆盖有绝热层。
所述制冷器为环形半导体制冷器TEC。
所述温度传感器为热敏电阻或热敏三极管。
本发明的有益效果是：
本发明通过热敏电阻检测晶体组件温度，根据热敏电阻反馈信号控制贴近晶体组件的环形半导体制冷器TEC进行制冷，从而实现直接对晶体的精准温控，更好地保证晶体通光表面温度分布的均匀性和对称性，同时更好地实现小型化和高质量激光的输出。
[附图说明]
图1为本发明现有技术结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明电连接示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图2和图3所示，一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，包括有顺次连接的泵浦源1、用于温度控制的制冷器2、用于波长转化的晶体组件3、用于将晶体组件3输出激光整形为平行光的输出透镜组件4、用于将平行光聚焦的耦合透镜5和光纤6，所述晶体组件3上设有凹孔，所述凹孔内设有用于检测晶体组件3中晶体温度的温度传感器7，所述温度传感器7连接有控制器8，所述控制器8与制冷器2连接用于驱动制冷器2进行温度控制工作，其中，所述制冷器2为环形半导体制冷器TEC，所述温度传感器7为热敏电阻或热敏三极管，温度传感器7设置于晶体组件3中靠近晶体的位置上，提高晶体温度检测的准确性。
工作时，泵浦源1发出808nm泵浦光，泵浦光经环形半导体制冷器TEC的圆孔入射到晶体组件3，808nm泵浦光在晶体组件3中的晶体上产生1064nm激光，1064nm激光经输出透镜组件4整形后输出平行光，最后经耦合透镜5聚焦耦合后进入光纤6，同时晶体组件3中的晶体吸收泵浦光后温度会升高，热敏电阻进行实时检测，控制器8根据热敏电阻的检测反馈信号驱动环形半导体制冷器TEC进行温度控制工作，调节晶体的温度，使晶体表面温度保持在合适范围，实现对晶体的精准温控。
所述制冷器2与晶体组件3之间通过导热胶粘贴或焊接，防止相互间移位，同时保证相互间的传热性，所述制冷器2与晶体组件3之间通过机械固定件固定连接，进一步固定相互间的连接。
所述激光器外覆盖有绝热层，环形半导体制冷器TEC的散热片暴露在外，更好的实现散热，所述晶体组件3可根据实际应用需求在进光口与出光口分别设有光学玻璃。

Claims (7)

1.一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：包括有顺次连接的泵浦源(1)、用于温度控制的制冷器(2)、用于波长转化的晶体组件(3)、用于将晶体组件(3)输出激光整形为平行光的输出透镜组件(4)、用于将平行光聚焦的耦合透镜(5)和光纤(6)，所述晶体组件(3)上设有凹孔，所述凹孔内设有用于检测晶体组件(3)中晶体温度的温度传感器(7)，所述温度传感器(7)连接有控制器(8)，所述控制器(8)与制冷器(2)连接用于驱动制冷器(2)进行温度控制工作。
2.根据权利要求1所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述制冷器(2)与晶体组件(3)之间通过导热胶粘贴。
3.根据权利要求1或2所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述制冷器(2)与晶体组件(3)之间通过机械固定件固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述晶体组件(3)进光口与出光口分别设有光学玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述激光器外覆盖有绝热层。
6.根据权利要求1所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述制冷器(2)为环形半导体制冷器TEC。
7.根据权利要求1所述的一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器，其特征在于：所述温度传感器(7)为热敏电阻或热敏三极管。
CN201711406275.5A 2017-12-22 2017-12-22 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器 Pending CN107910739A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711406275.5A CN107910739A (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711406275.5A CN107910739A (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107910739A true CN107910739A (zh) 2018-04-13

Family

ID=61870703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711406275.5A Pending CN107910739A (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107910739A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112886370A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 中国科学院理化技术研究所 金刚石拉曼长波激光装置及本征吸收带预填充方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281595A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Wakayama Prefecture 固体レーザ装置
CN1564389A (zh) * 2004-04-12 2005-01-12 武汉华工飞腾光子科技有限公司 激光二极管泵浦的固体激光器
CN1700537A (zh) * 2005-06-03 2005-11-23 厦门大学 1052nm连续波瓦级Nd：YAG全固体激光器
CN201061077Y (zh) * 2007-07-13 2008-05-14 昂纳明达数字显示技术（深圳）有限公司 一种高功率单管泵浦激光器
US20100020832A1 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 U.S.Government as represented by the Secretary of the Army Wavelength selectable laser systems and related methods
CN102761051A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 山东大学 小型化连续波人眼安全拉曼激光器
CN103618208A (zh) * 2013-12-05 2014-03-05 聊城大学 一种光纤耦合的微型集成化纳秒脉冲激光模块
CN103779771A (zh) * 2014-01-07 2014-05-07 杭州电子科技大学 高功率的双频固体微片激光器装置
US9368933B1 (en) * 2015-04-06 2016-06-14 Voxtel, Inc. Er,Yb:YAB laser system
US20160294144A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-06 Voxtel, Inc. Solid state laser system
CN107196181A (zh) * 2017-08-02 2017-09-22 山东大学 一种无耦合系统的C‑mount封装半导体激光泵浦低阈值微片激光器及其控制方法
CN207625066U (zh) * 2017-12-22 2018-07-17 广东华快光子科技有限公司 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004281595A (ja) * 2003-03-14 2004-10-07 Wakayama Prefecture 固体レーザ装置
CN1564389A (zh) * 2004-04-12 2005-01-12 武汉华工飞腾光子科技有限公司 激光二极管泵浦的固体激光器
CN1700537A (zh) * 2005-06-03 2005-11-23 厦门大学 1052nm连续波瓦级Nd：YAG全固体激光器
CN201061077Y (zh) * 2007-07-13 2008-05-14 昂纳明达数字显示技术（深圳）有限公司 一种高功率单管泵浦激光器
US20100020832A1 (en) * 2008-07-23 2010-01-28 U.S.Government as represented by the Secretary of the Army Wavelength selectable laser systems and related methods
CN102761051A (zh) * 2011-04-28 2012-10-31 山东大学 小型化连续波人眼安全拉曼激光器
CN103618208A (zh) * 2013-12-05 2014-03-05 聊城大学 一种光纤耦合的微型集成化纳秒脉冲激光模块
CN103779771A (zh) * 2014-01-07 2014-05-07 杭州电子科技大学 高功率的双频固体微片激光器装置
US9368933B1 (en) * 2015-04-06 2016-06-14 Voxtel, Inc. Er,Yb:YAB laser system
US20160294144A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-06 Voxtel, Inc. Solid state laser system
CN107196181A (zh) * 2017-08-02 2017-09-22 山东大学 一种无耦合系统的C‑mount封装半导体激光泵浦低阈值微片激光器及其控制方法
CN207625066U (zh) * 2017-12-22 2018-07-17 广东华快光子科技有限公司 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112886370A (zh) * 2021-01-08 2021-06-01 中国科学院理化技术研究所 金刚石拉曼长波激光装置及本征吸收带预填充方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000156538A (ja) 温度制御されたマイクロチップレ―ザアセンブリ及び関連するサブマウントアセンブリ
CN107017545A (zh) 一种提高Nd:YAG激光器输出特性的方法及装置
CN105305207A (zh) 端面泵浦单程行波激光放大器
CN207625066U (zh) 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器
CN209766846U (zh) 温度控制组件及具有其的固体激光器
CN107910739A (zh) 一种带温控装置的百皮秒微片式固体激光器
CN104319603A (zh) 一种板条激光放大器及其激光输出方法
Jing et al. Design and simulation of a novel high-efficiency cooling heat-sink structure using fluid-thermodynamics
CN102820605A (zh) 高功率小型激光器封装
CN104201558A (zh) 一种新型阵列式芯片封装结构及封装方法
US10203461B2 (en) Techniques for forming waveguides for use in laser systems or other systems and associated devices
CN204808071U (zh) 基于h桥电路的无浪涌半导体激光器温控系统
CN105846304A (zh) 全固态高功率中长波激光光学参量放大器
CN115864108A (zh) 一种基于tec的光纤激光器及其温控控制方法
CN104362495B (zh) 一种板条激光放大器及其激光输出方法
CN105207045A (zh) 一种片状激光放大器的热畸变补偿装置
CN202712682U (zh) 二级恒温控制半导体激光器
CN204615150U (zh) 基于双tec的低漂移激光器温控装置
CN204167680U (zh) 一种新型阵列式芯片封装结构
CN109378685B (zh) 泵浦装置
CN107732637A (zh) 一种自动温控固体激光装置
CN103633542A (zh) 倍频激光器
CN100452571C (zh) 倍频晶体温度梯度补偿法控温装置
CN208078376U (zh) 三点温度补偿473nm蓝光连续激光器
Tsunekane et al. Design and performance of compact heatsink for high-power diode edge-pumped, microchip lasers

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220415

Address after: 528400 zone a, third floor, No. 28, Yuquan Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province

Applicant after: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY CO.,LTD.

Applicant after: Guangdong Huayi Laser Technology Co., Ltd

Address before: 3 / F, building 1, Shumao building, 6 Xiangxing Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province, 528400

Applicant before: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY CO.,LTD.

Applicant before: GUANGDONG HANTANG RAPID MANUFACTURING APPLICATION TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Applicant before: GUANGDONG LIANGZE LASER TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right