CN214069071U - 紧凑型一体化激光放大级 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供紧凑型一体化激光放大级，属于固体激光器领域，包括固定套筒、板条晶体、上热沉、下热沉、上通水座、下通水座、LD泵浦源、上水嘴、下水嘴、冷却液流道和透镜；固定套筒上方内部自上而下依次设置上通水座、上热沉、板条晶体、下热沉和下通水座，板条晶体和上通水座的两端均延伸出固定套筒外部，透镜安装于上通水座的一端或两端下方；LD泵浦源位于固定套筒下方外部两侧；上水嘴和下水嘴分别位于固定套筒的上方外部和下方外部，冷却液流道设置于固定套筒内部，贯通上水嘴与上通水座、下水嘴与LD泵浦源、下水嘴与下通水座。激光放大级的各部件高度集成，结构紧凑、模块化，外形规则，便于多个激光放大级叠放安装。

Description

紧凑型一体化激光放大级

技术领域

本实用新型属于固体激光器领域，具体涉及紧凑型一体化激光放大级。

背景技术

激光加工作为一种新型加工工艺，以其效率高、速度快、质量好等优点，应用在工业领域的各个角落，如激光切割、激光打标、激光打孔、激光焊接、激光表面热处理、激光快速成型、激光清洗、激光退火等。激光加工技术的出现是对传统加工工艺和加工方法具有重大影响的技术变革。单台激光器的能量和光束尺寸很难满足工业应用需求，实际常采用多台激光器搭建形成高能量、大光斑的输出。由于激光器结构复杂，大能量输出的激光器一般采用振荡级加放大级的结构，现有的激光器外形尺寸较大，很难实现激光器数量较多的搭建。当需要搭建几十台激光器时，输出能量大且体积小的激光器就具有很高的实用价值。

实用新型内容

本实用新型针对现有激光器体积大的问题，提出了紧凑型一体化激光放大级，可模块化使用。

本实用新型具体技术方案如下：

紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，包括固定套筒1、板条晶体2、上热沉3-1、下热沉3-2、上通水座4-1、下通水座4-2、LD（激光二极管）泵浦源5、上水嘴7-1、下水嘴7-2、冷却液流道8和透镜10；

所述固定套筒1上方内部自上而下依次设置上通水座4-1、上热沉3-1、板条晶体2、下热沉3-2和下通水座4-2，板条晶体2和上通水座4-1的两端均延伸出固定套筒1外部，透镜10安装于上通水座4-1的一端或两端下方；

所述LD泵浦源5位于固定套筒1下方外部两侧，用于对板条晶体2进行端部泵浦；

所述上水嘴7-1和下水嘴7-2分别位于固定套筒1的上方外部和下方外部，冷却液流道8设置于固定套筒1内部，贯通上水嘴7-1与上通水座4-1、下水嘴7-2与LD泵浦源5、下水嘴7-2与下通水座4-2。

进一步地，所述LD泵浦源5的bar条呈圆弧形排列。

进一步地，在所述固定套筒1外部两侧、上通水座4-1的两端下方设有密封片9。

进一步地，所述板条晶体2的尖角角度为26.21°。

进一步地，所述透镜10倾斜安装于上通水座4-1的两端下方，透镜10的光轴方向与种子光传播方向一致。

进一步地，所述上热沉3-1和下热沉3-2设有用于冷却液流通的凹槽或菱形散热肋。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的紧凑型一体化激光放大级的所有部件均直接或间接固定在固定套筒上，各部件高度集成，结构紧凑、模块化；激光放大器的整体外形较为规则，便于多个激光放大级的叠放安装；优选地，通过设置呈圆弧形排列的bar条和特定的板条晶体尖角角度，可以容纳更多bar条数量，增加泵浦能量。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提出的紧凑型一体化激光放大级的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提出的紧凑型一体化激光放大级的剖面示意图；

图3为本实用新型实施例1提出的固定套筒的外形示意图；

图4为本实用新型实施例1提出的主要结构分层示意图。

附图标记如下：

1：固定套筒；2：板条晶体；3-1：上热沉；3-2：下热沉；4-1：上通水座；4-2：下通水座；5：LD泵浦源；7-1：上水嘴；7-2：下水嘴；8：冷却液流道；9：密封片；10：透镜。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清晰，结合以下具体实施例，并参照附图，对本实用新型做进一步的说明。

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本方明，但不以任何方式限制本实用新型。

实施例1

本实施例提出紧凑型一体化激光放大级，包括固定套筒1、板条晶体2、上热沉3-1、下热沉3-2、上通水座4-1、下通水座4-2、LD泵浦源5、上水嘴7-1、下水嘴7-2、冷却液流道8、密封片9和透镜10，其结构如图1和图2所示。

所述固定套筒1的外形示意图如图3所示，固定套筒1上方内部自上而下依次设置上通水座4-1、上热沉3-1、板条晶体2、下热沉3-2和下通水座4-2，结构分层示意图如图4所示，板条晶体2和上通水座4-1的两端均延伸出固定套筒1外部，透镜10安装于上通水座4-1的两端下方。

所述板条晶体2的尖角角度为26.21°，侧面为梯形，底边长95.84 mm、厚度2.5 mm、宽度40 mm，仅位于固定套筒1内部的板条晶体2为掺杂Nd离子的YAG（钇铝石榴石）晶体，两端为纯YAG晶体。由于板条晶体2的尖角角度为26.21°，当种子光以布儒斯特角61.21°在板条晶体2的端面入射时，种子光入射方向与板条晶体2的大面不平行。

所述上热沉3-1和下热沉3-2均设有用于冷却液流通的凹槽，增加冷却液和热沉接触面积，加快散热。

所述LD泵浦源5位于固定套筒1下方外部两侧，两侧分别设有三组并排的单组LD泵浦源，各单组LD泵浦源有17个呈圆弧形排列的bar条，各bar条的光会聚于圆弧所在圆心处，该圆弧的圆半径为95.28 mm，泵浦光在板条晶体2的下大面靠尖角的部分入射，在板条晶体2内部传播被吸收，呈圆弧形排列的bar条和板条晶体2的尖角角度26.21°的配合，使得能在不使用光学元件的基础上耦合更多的bar条，提高泵浦能量，从而提高激光输出能量。各单组LD泵浦源内部有微通道，在图2的剖面视图中未表达，但应理解其存在。

所述上通水座4-1和下通水座4-2分别将流经上热沉3-1和下热沉3-2的冷却液的入水口、出水口限制在上热沉3-1和下热沉3-2两端，且开口较小，从而尽可能冷却板条晶体2。

所述密封片9通过螺钉固定在固定套筒1两侧，用于防止流速快、水压大时，冷却液从连接部位泄漏。

所述透镜10一般为柱透镜，位于入射种子光、出射放大光的光轴上，用于调整光束因热透镜效应产生的变形。

所述上水嘴7-1和下水嘴7-2分别位于固定套筒1的上方外部和下方外部，上水嘴7-1设有一个进水口和一个出水口，下水嘴7-2设有三个进水口和三个出水口；冷却液流道8设置于固定套筒1内部，贯穿上水嘴7-1与上通水座4-1、下水嘴7-2与LD泵浦源5、下水嘴7-2与下通水座4-2；从上水嘴7-1的进水口流入的冷却液用于冷却上热沉3-1，从下水嘴7-2的两个进水口流入的冷却液分别用于冷却固定套筒1两侧LD泵浦源5，从下水嘴7-2的一个进水口流入的冷却液用于冷却下热沉3-2，冷却液流通方向如图2所示。

所有部件均直接或间接固定在固定套筒1上，且各部件尺寸小，整体结构紧凑、一体化；激光放大级的形状规则，便于叠加多个激光放大级，使得该激光放大级能够配合振荡级模块化的使用。同时激光放大级的厚度，即固定套筒1的厚度58 mm，比板条晶体2厚度40mm略大，使得叠加多个激光放大级后的整体输出各光束之间不会有很大的间隙，甚至将单个光束扩束后，能使得各光束间没有间隙。

Claims (6)

1.紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，包括固定套筒（1）、板条晶体（2）、上热沉（3-1）、下热沉（3-2）、上通水座（4-1）、下通水座（4-2）、LD泵浦源（5）、上水嘴（7-1）、下水嘴（7-2）、冷却液流道（8）和透镜（10）；

所述固定套筒（1）上方内部自上而下依次设置上通水座（4-1）、上热沉（3-1）、板条晶体（2）、下热沉（3-2）和下通水座（4-2），板条晶体（2）和上通水座（4-1）的两端均延伸出固定套筒（1）外部，透镜（10）安装于上通水座（4-1）的一端或两端下方；

所述LD泵浦源（5）位于固定套筒（1）下方外部两侧，用于对板条晶体（2）进行端部泵浦；

所述上水嘴（7-1）和下水嘴（7-2）分别位于固定套筒（1）的上方外部和下方外部，冷却液流道（8）设置于固定套筒（1）内部，贯通上水嘴（7-1）与上通水座（4-1）、下水嘴（7-2）与LD泵浦源（5）、下水嘴（7-2）与下通水座（4-2）。

2.根据权利要求1所述紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，所述LD泵浦源（5）的bar条呈圆弧形排列。

3.根据权利要求1所述紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，在所述固定套筒（1）外部两侧、上通水座（4-1）的两端下方设有密封片（9）。

4.根据权利要求1所述紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，所述上热沉（3-1）和下热沉（3-2）设有用于冷却液流通的凹槽或菱形散热肋。

5.根据权利要求1所述紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，所述板条晶体（2）的尖角角度为26.21°。

6.根据权利要求5所述紧凑型一体化激光放大级，其特征在于，所述透镜（10）倾斜安装于上通水座（4-1）的两端下方。

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