CN204315904U - 水冷激光光学平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水冷激光光学平台，该平台的平台底板顶部安装有激光器，平台底板的板面上装有四根与平台底板长度相同的铝制冷却水管，四根铝制冷却水管之间通过塑料软管连通形成冷却水路水管，冷却水路水管设有进出水口，每根铝制冷却水管的端部通过螺丝固定在平台底板的两侧。本实用新型的效果是该水冷激光光学平台能在高发热的激光系统中保持极好的热稳定性，使激光器本身处于一个稳定的工作温度上，极大的缓解了光学平台热量局部聚集的现象，减少了激光器的热变形，提高了热稳定性。无需采用昂贵的合金材料，其材料成本低，加工工艺稳定可靠，大幅度降低了激光器的制造成本，为高功率激光器的普及铺平了道路。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光学器件，特别是一种水冷激光光学平台。
背景技术
光学平台是光学实验中的必备器件，其主体是一块高度平整的金属板，或者带有高度平整金属板的桁架结构，现代的光学研究工作的进展对光学实验设备提出了更高的要求，光学平台需要满足防尘，遮光，防辐射等多重要求。
通常用于激光器的光学平台除了表面的平整度要求之外还要求其具有高度的温度稳定性，也就是在平台整体或局部受热时其尺寸不产生明显变化。这是因为高功率激光器都伴随着极大的发热量。例如，一台波长为532nm的激光器，其倍频晶体效率为50％左右，激光泵浦模块效率则更低，通常低于15％，那么如果最终输出的激光功率为100W，理论上至少需要1333W的输入功率，再考虑实际使用中的损耗和设计余量，激光器的总功率必然在2000W以上。因此，根据能量守恒定律，2000W功率其中100W转化为光其余的能量则最终会转变为热，而这些能量集中在激光模块中，当然其中一部分热量被激光器的冷却系统带走，但是由于激光模块直接和光学平台相连，并且通常是金属和金属直接接触的连接方式，其中相大部分热量也传导到了光学平台之上，这些热量使光学平台局部受热，由于热胀冷缩,平台受到膨胀部分的挤压应力,会发生线型变形和弯曲变形，失去了光学平台原有的尺寸精度，在极其精密的光学系统中，这些变形则会诱发激光光路的改变而使激光受到影响，其表现为激光功率下降，光斑质量下降，并且可能会损坏激光腔镜。
为了解决这一问题前人们对光学平台进行了很多改进以提高光学平台的热稳定性。方法通常有以下几种：第一，加厚光学平台的厚度，采用很厚的实心金属来制造光学平台，在一定程度上提高了平台的刚度，并且受热后热量会被更大程度的分散，从而使变形减少。其缺点是使得激光器的体积和重量变得庞大，制造成本和加工难度也大幅度提升。第二，使用热稳定性更高的特殊材料加工光学平台，工程上通常采取和第一种方法相结合，使用大厚度的殷钢底板来保证激光器的热稳定性，但是殷钢属于高镍合金其冶炼过程复杂，锻造加工也困难。因此生产成本非常高，通常只能应用在非常高端的设备上，无法大范围推广。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水冷激光光学平台，其具有高度的热稳定性，价格低廉，加工方便，并且体积较小，重量较轻。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种水冷激光光学平台,其中：该平台包括有平台底板，所述平台底板顶部安装有激光器，平台底板的板面上装有四根与平台底板长度相同的铝制冷却水管，四根铝制冷却水管之间通过塑料软管连通形成冷却水路水管，冷却水路水管设有进出水口，每根铝制冷却水管的端部通过螺丝固定在平台底板的两侧。
本实用新型的效果是该水冷激光光学平台能在高发热的激光系统中保持极好的热稳定性从而提高激光器的稳定性获得更高品质的激光光束在光学平台上通水，并和激光模块形成回路之后，激光模块和光学平台形成了一个统一的发热整体，热量被冷却水带走，并且由冷却水控制恒温，使激光器本身处于一个稳定的工作温度上，极大的缓解了光学平台热量局部聚集的现象，从而减少了激光器的热变形，提高了热稳定性。整个结构没有采用昂贵的合金材料，其材料成本低，加工工艺稳定可靠，大幅度降低了激光器的制造成本，为高功率激光器的普及铺平了道路。
附图说明
图1水冷激光平台结构示意图。
图中：
1.激光器 2.平台底板 3.铝制冷却水管 4.塑料软管 5.进出水口
具体实施方式
结合附图对本实用新型的水冷激光光学平台的结构加以说明。
如图1所示，水冷激光光学平台，该平台包括有平台底板2，所述平台底板2顶部安装有激光器1，平台底板2的板面上装有四根与平台底板2长度相同的铝制冷却水管3，四根铝制冷却水管3之间通过塑料软管4连通形成冷却水路水管，冷却水路水管设有进出水口5，每根铝制冷却水管3的端部通过螺丝固定在平台底板2的两侧。
安装时,所述铝制冷却水管3和平台底板2的接触面涂抹导热硅脂。
如图1所示，本实用新型的水冷激光光学平台由激光器1、平台底板2、铝制冷却水管3、塑料软管4、进出水口5部分组成。
所述平台底板2由6061铝合金加工而成，其顶部安装激光器1，平台底板2的板面上装有和平台底板2长度相同的四根铝制冷却水管3，铝制冷却水管3端面为平面和光学平台2之间通过螺丝固定。铝制冷却水管3之间通过塑料软管4连接形成冷却水路。铝制冷却水管3的端部装有进出水口5。
安装时铝制冷却水管3和平台底板2的接触面涂抹导热硅脂。进出水口5安装塑料软管4接入冷却水，也可以与激光器自身的冷却水回路并联，接入同一冷却水源。冷却水可以是来自一次性的城市自来水，也可以是源于封闭循环的制冷机或冷却塔。
本实用新型的水冷激光光学平台是应用于高功率激光器的器件，其中的水管管路是和激光器1的冷却水相连并可恒温控制。该水冷激光光学平台的原理是：激光光学器件在工作时大量发热，其热传导到该光学平台上，接着传递到底部冷却水管，流动的冷却水将大量的热量带走。并且，由于冷水水管贯穿光学平台的全长。局部的高温被冷却水分散到整个光学平台。一方面降低了整个光学平台的温度，减小了光学平台热变形的幅度。另一方面使光学平台本身热量分布均匀，使局部热变形弯曲变为整体的微弱的受热膨胀，从而提高了光学平台的稳定性。
Claims (2)
1.一种水冷激光光学平台，其特征是：该平台包括有平台底板(2)，所述平台底板(2)顶部安装有激光器(1)，平台底板(2)的板面上装有四根与平台底板(2)长度相同的铝制冷却水管(3)，四根铝制冷却水管(3)之间通过塑料软管(4)连通形成冷却水路水管，冷却水路水管设有进出水口(5)，每根铝制冷却水管(3)的端部通过螺丝固定在平台底板(2)的两侧。
2.根据权利要求1所述水冷激光光学平台，其特征是：安装时,所述铝制冷却水管(3)和平台底板(2)的接触面涂抹导热硅脂。
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|---|---|---|---|---|
| CN107093834A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-25 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | 一种光纤激光器及其液冷板 |
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2014
- 2014-12-01 CN CN201420742389.2U patent/CN204315904U/zh active Active
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| CN107093834A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-08-25 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | 一种光纤激光器及其液冷板 |
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