CN1185767C - 用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔 - Google Patents
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Abstract
本发明一种用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中包括：一热沉，该热沉为一矩形体，在热沉的中间开有一通孔；一绝缘圈置于热沉的通孔内；多个激光二极管列阵条与多个弧形电极围成一圈安装于绝缘圈的内表面，弧形电极构成了内表面为高反面的圆柱面，该圆柱面内为泵浦腔；在其中一段弧形过渡电极上接有正负电极，该正负电极引出至热沉之外；在热沉上通孔的周围开有制冷水道，该制冷水道用进出水导管与外界相通。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率激光二极管列阵泵浦固体激光器的泵浦腔，尤其适用于大功率激光二极管列阵侧向泵浦固体激光器。
背景技术
在大功率激光二极管列阵泵浦固体激光器中，例如808nm大功率激光二极管列阵泵浦固体激光器，如何使泵浦光被被泵浦晶体尽大可能的吸收是最关键的技术之一。因为激光二极管列阵的输出光的发散角很大(半峰值全宽度是40°×10°)，这就可能发生泵浦光没有全部照射晶体，有一部分照射在晶体之外而不被晶体吸收；另外，晶体对泵浦光一次吸收不完全，没有被吸收的泵浦光被激光二极管热沉或其他元器件吸收。这些问题会直接导致泵浦效率降低，热损耗加大，要求有更大功率的制冷。
现在，在常见的大功率激光二极管列阵泵浦固体激光器中，激光二极管列阵的输出腔面离晶体很近，这样可以使发散角很大的泵浦光能全部照射晶体，但是，晶体的直径有限，为了散热，大功率激光二极管列阵的热沉尺寸又不能很小，这样晶体的周围不能安排很多激光二极管列阵而使泵浦光的功率密度上不去；另外一种作法是在激光二极管列阵前加光压缩透镜，使激光二极管列阵的输出光的发散角变小从而使泵浦光能全部照射晶体，但是这种方法使系统的成本上升，结构复杂，可靠性降低。为了解决泵浦光的二次吸收，通常的作法是正对激光二极管列阵，在晶体的另一面安置反射镜，这也会使系统的成本上升，结构复杂，可靠性降低。所以，在当前的大功率激光二极管列阵泵浦固体激光器中，元器件多，结构复杂，容差小，成本高，不利于工程化和批量生产。
本发明便是针对上述方法的缺点，提出了一种用于泵浦固体激光器的集成化的环形的大功率激光二极管列阵泵浦腔。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种大功率激光二极管列阵泵浦腔，该泵浦腔具有集成化、模块化、结构简单可靠及成本低的优点。
本发明一种用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中包括：一热沉，该热沉为一矩形体，在热沉的中间开有一通孔；一绝缘圈置于热沉的通孔内；多个激光二极管列阵条与多个弧形电极围成一圈安装于绝缘圈的内表面，弧形电极构成了内表面为高反面的圆柱面，该圆柱面内为泵浦腔；在其中一段弧形过渡电极上接有正负电极，该正负电极引出至热沉之外；在热沉上通孔的周围开有制冷水道，该制冷水道用进出水导管与外界相通。
其中弧形电极和激光二极管列阵条均为奇数且数量相等。
其中绝缘圈的外径与通孔的内径相同。
其中多个激光二极管列阵条与多个弧形电极围成一圈后，其外表面与绝缘圈的内表面的直径相同。
附图说明
为了进一步说明本发明的技术特征，以下结合附图来进一步说明，其中：
图1用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔的结构剖视图(以5条激光二极管列阵为例)。
具体实施方式
图1所示的激光二极管列阵泵浦腔包括：激光二极管列阵条1、热沉2、绝缘圈3、弧形过渡电极4、进出水导管5、正负电极6、制冷水道7构成。
其中包括：
一热沉2，该热沉是高导热、易加工的金属，该热沉2为一矩形体，在热沉2的中间开有一通孔21；
一绝缘圈3置于热沉2的通孔21内，该绝缘圈3的外径与通孔21的内径相同，该绝缘圈3是高导热的绝缘材料，外表面通过溅射、蒸发或电镀金属化；
多个激光二极管列阵条1与多个弧形电极4围成一圈安装于绝缘圈3的内表面，弧形电极4构成了内表面为高反面的圆柱面41，该圆柱面41内为泵浦腔42，该弧形电极4和激光二极管列阵条1均为奇数且数量相等，多个激光二极管列阵条1与多个弧形电极4围成一圈后，其外表面与绝缘圈3的内表面的直径相同，该弧形电极是高导热、易加工的金属，内表面溅射、蒸发或电镀一层金，形成高反面；
在其中一段弧形过渡电极4上接有正负电极6，该正负电极6引出至热沉2之外；
在热沉2上通孔21的周围开有制冷水道7，该制冷水道7用进出水导管5与外界相通。
上述构件通过导热胶和导电胶粘结，或通过焊料在高温下烧结而集成在一起。
上述的大功率激光二极管列阵泵浦腔为一个基本的模块，多个模块串联可实现更大的泵浦腔，用于更大功率的固体激光器的泵浦源。
本发明的工作过程为：
工作时，被泵浦的晶体安装在由弧形电极4和激光二极管列阵条1构成的泵浦腔42内；由进出水导管5对制冷水道7通水，对热沉2制冷；驱动电源通过正负电极6对多个激光二极管列阵条1进行驱动；激光二极管列阵条1发出的光照射被泵浦的晶体，且被吸收，没有被吸收的光通过对面的弧形过渡电极4的内表面反射，再次被晶体吸收；激光二极管列阵条1发出的光没有直接照射被泵浦晶体的部分，由弧形电极4构成的内表面为高反面的圆柱面41的一次或多次反射，最终能被晶体吸收。
采用本发明的泵浦腔泵浦固体激光器与现有技术相比，具有集成化优点，结构紧促可靠，安装简单，易于生产；无需加透镜和反射镜，结构简单，成本低；具有模块化优点，多级串联，易实现更大的固体激光输出。
Claims (4)
1、一种用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中包括：
一热沉，该热沉为一矩形体，在热沉的中间开有一通孔；
一绝缘圈置于热沉的通孔内；
多个激光二极管列阵条与多个弧形电极围成一圈安装于绝缘圈的内表面，弧形电极构成了内表面为高反面的圆柱面，该圆柱面内为泵浦腔；
在其中一段弧形过渡电极上接有正负电极，该正负电极引出至热沉之外；
在热沉上通孔的周围开有制冷水道，该制冷水道用进出水导管与外界相通。
2、根据权利要求1所述的用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中弧形电极和激光二极管列阵条均为奇数且数量相等。
3、根据权利要求1所述的用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中绝缘圈的外径与通孔的内径相同。
4、根据权利要求1所述的用于泵浦固体激光器的大功率激光二极管列阵泵浦腔，其特征在于，其中多个激光二极管列阵条与多个弧形电极围成一圈后，其外表面与绝缘圈的内表面的直径相同。
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