CN201533102U - 风冷激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风冷激光器，包括依次排布在光路上的准直镜、泵浦镜、聚焦镜、激光晶体、光阑、声光调Q开关、输出镜和输出窗，在聚焦镜和激光晶体之间设有第一腔折射镜，与第一腔折射镜相适应的位置处设有第二腔折射镜，第一腔折射镜和第二腔折射镜平行，在第二腔折射镜的后方设有全反镜。采用简洁光路设计，可便捷地更换输出镜和全反镜以及激光二极管的类型，优化全、半反镜的位置。可将发热模块与制冷模块连体设计，并与腔体构件分离，令热传导主要限于发热模块与制冷模块内部，提高了激光器的功率稳定性。

Description

风冷激光器

【技术领域】

本实用新型涉及激光技术，尤其是一种可便捷地改变光学元件的类型及位置风冷激光器。

【背景技术】

在激光器中，激光二极管、激光晶体、声光调Q开关及TEC制冷片是主要的发热源。激光器长时间积聚的热量如果不能够顺利释放会导致激光器腔体发生热变形，进而导致激光器内元件失调，影响激光器各项指标的稳定性。

目前，TEC的制冷效率比较低，且随着环境温度的升高，其制冷效率会不断下降，另外，温控板容易受外部高频信号(如声光调Q开关驱动器)的干扰，其能否长期稳定工作也会对激光器的稳定性有很大影响。目前，声光调Q开关驱动器经常与电源、控制箱等作为主控设备排布在一个主控柜内，这样做虽然便于控制和操作，但因为设备间距离太近，难免会造成声光调Q开关驱动器与电源等设备之间的高频信号的互扰，虽然采用屏蔽措施略有改善，这种互扰如果不能妥善解决，仍会对激光器的激光特性有较大的影响。

在实际应用中，不同的激光工艺会对激光器的参数(如脉宽、峰值功率等)有不同的需求，而固定腔型的激光器往往无法满足这一要求，对于激光器来说，一般仅改变腔镜类型无法使激光器达到最优化的稳定工作条件，因此多样化输出特性的激光器往往成为应用需求的热点。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可便捷地改变光学元件的类型及位置风冷激光器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种风冷激光器，包括依次排布在光路上的准直镜、泵浦镜、聚焦镜、激光晶体、光阑、声光调Q开关、输出镜和输出窗，在聚焦镜和激光晶体之间设有第一腔折射镜，与第一腔折射镜相适应的位置处设有第二腔折射镜，第一腔折射镜和第二腔折射镜平行，在第二腔折射镜的后方设有全反镜。

在此基础上，进一步地：

本实用新型风冷激光器中还可以设置制冷模块，激光晶体和声光调Q开关二者的底座与制冷模块形成连体结构。这样，热传导主要发生在发热模块(例如激光晶体、声光调Q开关和声光调Q开关驱动器)与制冷模块之间，使热负荷对激光器腔体构件的影响降至最小，从而大大降低了激光器腔体的热形变，提高了激光器的功率稳定性。

作为本实用新型的改进，风冷激光器中还可以设置腔体构件，腔体构件将风冷激光器的内部区分成器件腔和散热腔，聚焦镜、第一腔折射镜、第二腔折射镜、激光晶体、光阑、声光调Q开关、输出镜位于器件腔内，制冷模块位于散热腔内，激光晶体和声光调Q开关二者的底座穿过腔体构件后与制冷模块形成连体结构。

作为本实用新型进一步的改进，风冷激光器中还可以设置声光调Q开关驱动器，声光调Q开关驱动器设于所述散热腔内。

作为本实用新型进一步的改进，与制冷模块相适配的位置处设有温度开关和风扇。

本实用新型的有益效果是：

采用了简洁实用的光路设计，可根据应用需要，非常便捷的更换输出镜和全反镜以及激光二极管的类型，并根据腔型的最佳匹配，优化全、半反镜的位置，以实现多种功率水平和其它激光特性的激光输出，使该激光器可以衍生出多种激光输出特性的一系列激光器。

在制冷设计方面，可将发热模块(晶体座、Q底座、声光调Q开关驱动器底座)与制冷模块连体设计，并与腔体构件分离，令热传导主要限于发热模块与制冷模块内部，使热负荷对腔体构件的影响降至最小，从而大大降低了激光器腔体的热形变，提高了激光器的功率稳定性。在温控系统方面，去除了复杂的温控装置，选配简单稳定的风扇系统，并配备温度开关预警。在长期大量的实验基础上，发现不再对激光晶体座和Q底座进行精确控温，而是配备合适的制冷风扇以及温度开关，完全可以得到更加稳定的激光运转。这不但消除了温控模块的稳定差的问题，同时也避免了TEC传导模块本身发热对腔体产生的热变形，降低成本的同时也使激光器能更加稳定的运转。

通过选配体积小、稳定性好、发热量低的声光声光调Q开关驱动器，将之集成在激光器内，并进行妥善屏蔽处理，避免了声光调Q开关驱动器的高频信号与其它电子器件(如电源、振镜系统等)高频信号之间的互扰，增加了激光器工作的稳定性。

【附图说明】

下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明：

图1是本实用新型风冷激光器的一种具体实施方式的俯视示意图；

图2是图1所示的风冷激光器的仰视示意图；

图3是图1的A-A示意图。

【具体实施方式】

图1、图2和图3示出了本实用新型的一种具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，该风冷激光器包括准直镜1、泵浦镜2、聚焦镜3、两个腔折射镜(第一腔折射镜41和第二腔折射镜42)、激光晶体5、光阑6、声光调Q开关7、输出镜8、输出窗9、全反镜10、光纤11、风扇12、发热及制冷模块13、声光调Q开关驱动器14、温度开关15、和腔体构件16。

如图1所示，光纤11的轴心线与准直镜1、泵浦镜2、聚焦镜3、输出镜8的光轴重合，激光晶体5、光阑6、声光调Q开关7、输出窗9均位于这条光轴上，第一腔折射镜41位于聚焦镜3和激光晶体5之间，第二腔折射镜42与第一腔折射镜41平行，全反镜10位于第二腔折射镜42的后方。

如图3所示，该风冷激光器设置有制冷模块，激光晶体5、声光调Q开关7和声光调Q开关驱动器14的底座与制冷片13形成连体结构(即图3中的发热及制冷模块16)。这样，热传导主要发生在激光晶体5、声光调Q开关7与制冷模块之间，使热负荷对激光器腔体构件的影响降至最小，从而大大降低了激光器腔体的热形变，提高了激光器的功率稳定性。该风冷激光器还设置有腔体构件16，腔体构件16将风冷激光器的内部区分成器件腔和散热腔，聚焦镜3、第一腔折射镜41、第二腔折射镜42、激光晶体5、光阑6、声光调Q开关7、输出镜8位于器件腔内，制冷模块位于散热腔内，激光晶体5和声光调Q开关7二者的底座穿过腔体构件后与制冷模块形成连体结构。

在散热腔内还设有风扇12和温度开关15，以帮助发热及制冷模块13向空间散热。温度开关15感应发热及制冷模块13的温度，并以感应温度为基础控制风扇12的工作。

声光调Q开关驱动器14进行屏蔽处理，避免声光调Q开关驱动器的高频信号与其它电子器件(如电源、振镜系统等)高频信号之间的互扰，增加了激光器工作的稳定性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种风冷激光器，其特征在于：包括依次排布在光路上的准直镜、泵浦镜、聚焦镜、激光晶体、光阑、声光调Q开关、输出镜和输出窗，在所述聚焦镜和激光晶体之间设有第一腔折射镜，与所述第一腔折射镜相适应的位置处设有第二腔折射镜，所述第一腔折射镜和第二腔折射镜平行，在所述第二腔折射镜的后方设有全反镜。

2.根据权利要求1所述的风冷激光器，其特征在于：还包括制冷模块，所述激光晶体和声光调Q开关二者的底座与所述制冷模块形成连体结构。

3.根据权利要求1或2所述的风冷激光器，其特征在于：还包括腔体构件，所述腔体构件将所述风冷激光器的内部区分成器件腔和散热腔，所述聚焦镜、第一腔折射镜、第二腔折射镜、激光晶体、光阑、声光调Q开关、输出镜位于所述器件腔内，所述制冷模块位于所述散热腔内，所述激光晶体和声光调Q开关二者的底座穿过所述腔体构件后与所述制冷模块形成连体结构。

4.根据权利要求3所述的风冷激光器，其特征在于：还包括声光调Q开关驱动器，所述声光调Q开关驱动器设于所述散热腔内。

5.根据权利要求3所述的风冷激光器，其特征在于：与所述制冷模块相适配的位置处设有温度开关和风扇。

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