CN108155543B - 一种激光器晶体组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种激光器晶体组件，包括一封装基座及一激光晶体，还包括一粉末冶金导热套，所述封装基座的中部设有一与粉末冶金导热套匹配的套管安置槽，所述粉末冶金导热套设于套管安置槽内，所述粉末冶金导热套内设有一夹持结构，所述激光晶体安装于夹持结构中心处。本发明能大大提高了激光晶体的对中性、散热性和装配效率。
Description
技术领域
本发明涉及激光晶体技术领域，尤其涉及一种激光器晶体组件。
背景技术
激光(Laser)是指通过受激辐射扩大的光，而激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射的器件。激光晶体(laser crystal)，可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干的具有高度平行性和单色性激光的晶体材料，是晶体激光器的工作物质。
如图1至图3所示，现有的激光器的激光晶体3普遍采用硅胶2’将激光晶体3压紧于封装基座1上，激光晶体3相对的两侧还设有硅片4。这种方式存在以下三个缺陷：
1、激光晶体3是通过硅胶2’固定于封装基座1的中心，在硅胶2’的成型过程中，有可能会发生一定程度的移动，导致激光晶体3可能会偏移封装基座1的中心，使得激光晶体3的对中性差，影响激光器发出的激光对准效果；
2、采用硅胶材料，激光晶体3的两侧面紧贴着封装基座1，另外两侧面包裹硅胶2’，这种方式在一定程度上降低了激光晶体3与封装基座1之间的热阻，使得热场均匀，但是对于激光晶体3散热性能的改善还是有限的；
3、由于硅胶2’是软质材料，不易加工，在定位好封装基座1的中心位置后，将激光晶体3放入该中心位置上，然后人工挤压硅胶2’对激光晶体3进行固定，硅胶2’一般采用冷却固定，冷却硅胶2’也需要占用一定的时间，造成激光晶体3的装配效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种激光器晶体组件，大大提高了激光晶体的对中性、散热性和装配效率。
本发明是这样实现的：
一种激光器晶体组件，包括一封装基座及一激光晶体，还包括一粉末冶金导热套，所述封装基座的中部设有一与粉末冶金导热套匹配的套管安置槽，所述粉末冶金导热套设于套管安置槽内，所述粉末冶金导热套内设有一夹持结构，所述激光晶体安装于夹持结构中心处。
进一步地，所述夹持结构的中心设有一与激光晶体相匹配的晶体安装槽，所述晶体安装槽的前端与粉末冶金导热套的外侧壁之间贯穿有一第一安装缝，所述晶体安装槽的后端开设一与第一安装缝位于同一平面上的第二安装缝，所述第二安装缝的末端设有一第三安装缝。
进一步地，所述晶体安装槽内相对的两侧分别设有一与晶体安装槽相匹配的硅片。
进一步地，所述第三安装缝呈弧形状。
进一步地，所述第三安装缝的弧长顶点到粉末冶金导热套的圆心距离X＝4R2/7H，X的范围在1.98mm～2.08mm之间，其中，R是粉末冶金导热套的半径，H2是粉末冶金导热套的高度；所述第三安装缝的弧长对应的夹角α的范围在40°～60°之间。
进一步地，所述激光晶体的高度H1和粉末冶金导热套的高度H2相等。
进一步地，所述封装基座的高度H3大于粉末冶金导热套的高度H2。
进一步地，所述封装基座内壁的上下端部以及粉末冶金导热套外壁的上下端部均设有倒角。
进一步地，所述粉末冶金导热套为锌合金导热套。
进一步地，所述激光晶体为矩形体、圆柱体或片状体。
本发明的优点在于：
1、粉末冶金导热套设在封装基座的中部，且激光晶体设在粉末冶金导热套的中心处，粉末冶金导热套是一个硬质套子，激光晶体装在粉末冶金导热套内，对激光晶体的压紧的稳定性更佳，可以确保激光晶体不易松动，保证了激光晶体正好固定于封装基座的正中心，提高了激光晶体的对中性，提高了激光器发出的激光对准效果；
2、采用粉末冶金材料制成的粉末冶金导热套的导热效果更好，激光晶体的四个侧面紧贴着粉末冶金导热套内壁，各个面的散热能力一致，这种方式在一定程度上降低了激光晶体与封装基座之间的热阻，提高了激光晶体散热性能；
3、由于粉末冶金导热套是硬质材料，容易加工成一个套子，粉末冶金导热套中心内设有晶体安装槽，所述晶体安装槽与激光晶体相匹配，装配时，将激光晶体装入晶体安装槽，再将粉末冶金导热套套入封装基座中部的套管安置槽，整个装配过程十分简单，大大缩短了装配时间，提高了装配效率；同时，晶体安装槽前端设置的第一安装缝，第一安装缝是贯穿于晶体安装槽和封装基座外壁，第一安装缝在安装激光晶体时可张开，使得晶体安装槽具有一定的张力，在将激光晶体装入晶体安装槽时更加方便，安装完毕后，第一安装缝就会顺势闭合收紧；为了平衡第一安装缝的受力，在晶体安装槽的后端设置了第二安装缝，但第二安装缝的末端并未贯穿封装基座外壁，为了减少第二安装缝末端的应力，设置了与封装基座外壁形状匹配的弧形第三安装缝，防止第二安装缝的末端发生撕裂。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为现有技术中激光器晶体组件的立体图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的A-A方向上的剖视图。
图4为本发明一种激光器晶体组件的实施例一的立体图。
图5为图4的俯视图。
图6为图5的局部放大图。
图7为图4的B-B方向上的剖视图。
图8为本发明一种激光器晶体组件的实施例二的俯视图。
图中标号说明：
1-封装基座、11-套管安置槽、2-粉末冶金导热套、21-夹持结构、211-安装槽、212-第一安装缝、213-第二安装缝、214-第三安装缝、2’-硅胶、3-激光晶体、4-硅片、5-倒角。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细说明，但本发明的结构并不仅限于以下实施例。
请参阅图4至图8所示，本发明的一种激光器晶体组件，包括一封装基座1、一粉末冶金导热套2及一激光晶体3，所述激光晶体3为矩形体、圆柱体或片状体；所述封装基座1的中部设有一与粉末冶金导热套2匹配的套管安置槽11，所述粉末冶金导热套2设于套管安置槽11内，所述粉末冶金导热套2内设有一夹持结构21，所述激光晶体3安装于夹持结构21中心处，通过夹持结构21将激光晶体3夹紧于粉末冶金导热套2中心处；大大提高了激光晶体的对中性、散热性和装配效率。
1、对中性：粉末冶金导热套2设在封装基座1的中部，且激光晶体3设在粉末冶金导热套2的中心处，粉末冶金导热套2是一个硬质套子，激光晶体3装在粉末冶金导热套2内，对激光晶体3的压紧的稳定性更佳，可以确保激光晶体3不易松动，保证了激光晶体3正好固定于封装基座1的正中心，提高了激光晶体3的对中性，提高了激光器发出的激光对准效果；
2、散热性：采用粉末冶金材料制成的粉末冶金导热套2的导热效果更好，激光晶体3的四个侧面紧贴着粉末冶金导热套2内壁，各个面的散热能力一致，这种方式在一定程度上降低了激光晶体3与封装基座1之间的热阻，提高了激光晶体3散热性能；
3、装配效率：由于粉末冶金导热套2是硬质材料，容易加工成一个套子，粉末冶金导热套2中心内的夹持结构21与激光晶体3相匹配，在装配激光晶体3时，将激光晶体3装入夹持结构21，再将粉末冶金导热套2套入封装基座1中部的套管安置槽11，整个装配过程十分简单，大大缩短了装配时间，提高了装配效率。
实施例一：
如图4至图7所示，所述夹持结构21的中心设有一与激光晶体3相匹配的晶体安装槽211，所述激光晶体3为矩形体，所述晶体安装槽211为矩形体，所述晶体安装槽211内相对的两侧分别设有一与晶体安装槽211相匹配的硅片4，所述晶体安装槽211的长度L1与硅片4的长度L2均为0.93mm，所述晶体安装槽211的宽度W1＝1.53mm，所述硅片4的宽度W2＝0.3mm；所述晶体安装槽211的前端与粉末冶金导热套2的外侧壁之间贯穿有一第一安装缝212，所述晶体安装槽211的后端开设一与第一安装缝212位于同一平面上的第二安装缝213，第一安装缝212和第二安装缝213的端部可以位于矩形体的晶体安装槽211的两对角上，也可以位于矩形体的晶体安装槽211的两对边上；所述第二安装缝213的末端设有一第三安装缝214，所述第三安装缝214呈弧形状，所述第三安装缝214的弧长顶点到粉末冶金导热套2的圆心距离X＝4R2/7H，X的范围在1.98mm～2.08mm之间，其中，R是粉末冶金导热套2的半径，H2是粉末冶金导热套2的高度；所述第三安装缝214的弧长对应的夹角α的范围在40°～60°之间。
所述夹持结构21的中心设有用于安装激光晶体3的晶体安装槽211，所述晶体安装槽211前端设置的第一安装缝212，第一安装缝212是贯穿于晶体安装槽211和封装基座1外壁，第一安装缝212在安装激光晶体3时可张开，使得晶体安装槽211具有一定的张力，在将激光晶体3装入晶体安装槽211时更加方便，安装完毕后，第一安装缝212就会顺势闭合收紧；为了平衡第一安装缝212的受力，在晶体安装槽211的后端设置了第二安装缝213，第一安装缝212与第二安装缝213位于同一水平面上，但第二安装缝213的末端并未贯穿封装基座1外壁，使得所述夹持结构21不会裂成两段；为了减少第二安装缝213末端的应力，设置了与封装基座1外壁形状匹配的弧形第三安装缝214，防止第二安装缝213的末端发生撕裂。
所述激光晶体3的高度H1和粉末冶金导热套2的高度H2相等，所述封装基座的高度H3大于粉末冶金导热套2的高度H2；所述晶体安装槽211的槽宽和槽深可根据适应不同的激光晶体3进行自由设置。
所述封装基座1内壁的上下端部以及粉末冶金导热套2外壁的上下端部均设有倒角5，倒角的设计是为了方便将粉末冶金导热套2装配到所述封装基座1内，所述粉末冶金导热套2、激光晶体3的底部与封装基座1的底部齐平，位于同一水平面上。
所述粉末冶金导热套2为锌合金导热套，锌合金是散热效率高的金属，故锌合金导热套的散热效果好。
实施例二：
如图8所示，实施例二与实施例一的区别在于：所述激光晶体3为圆形体，所述晶体安装槽211为圆形体；第一安装缝212和第二安装缝213的端部位于圆形体的晶体安装槽211两端，第一安装缝212和第二安装缝213端点连线为圆形体的晶体安装槽211的直径。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种激光器晶体组件，包括一封装基座及一激光晶体，其特征在于：还包括一粉末冶金导热套，所述封装基座的中部设有一与粉末冶金导热套匹配的套管安置槽，所述粉末冶金导热套设于套管安置槽内，所述粉末冶金导热套内设有一夹持结构，所述激光晶体安装于夹持结构中心处；
所述夹持结构的中心设有一与激光晶体相匹配的晶体安装槽，所述晶体安装槽的前端与粉末冶金导热套的外侧壁之间贯穿有一第一安装缝，所述晶体安装槽的后端开设一与第一安装缝位于同一平面上的第二安装缝，所述第二安装缝的末端设有一第三安装缝；
所述第三安装缝呈弧形状；
所述第三安装缝的弧长顶点到粉末冶金导热套的圆心距离X＝4R2/7H2，X的范围在1.98mm～2.08mm之间，其中，R是粉末冶金导热套的半径，H2是粉末冶金导热套的高度；所述第三安装缝的弧长对应的夹角α的范围在40°～60°之间。
2.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述晶体安装槽内相对的两侧分别设有一与晶体安装槽相匹配的硅片。
3.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述激光晶体的高度H1和粉末冶金导热套的高度H2相等。
4.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述封装基座的高度H3大于粉末冶金导热套的高度H2。
5.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述封装基座内壁的上下端部以及粉末冶金导热套外壁的上下端部均设有倒角。
6.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述粉末冶金导热套为锌合金导热套。
7.如权利要求1所述的一种激光器晶体组件，其特征在于：所述激光晶体为矩形体、圆柱体或片状体。
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