CN216488996U - 一种高能量固体激光器的激光腔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高能量固体激光器的激光腔，涉及高能量固体激光器的激光腔技术领域，为解决由于高能量固体激光器由于激光能级的提高，导致现有激光腔的传统水冷的冷却方式无法满足冷却需要的问题，所述激光腔体下方设置有降温冷却机构，所述激光腔体上方并列固定安装有两个安装板，且两个安装板之间为安装区，所述安装区内部中心位置处设置有钛合金聚光腔，所述激光腔体下端设置有冷却区，所述冷却区内部一个拐角处固定安装有液态金属电磁驱动泵，且冷却区底部固定安装有液态金属流动管。

Description

一种高能量固体激光器的激光腔

技术领域

本实用新型涉及高能量固体激光器的激光腔技术领域，具体为一种高能量固体激光器的激光腔。

背景技术

激光腔是高能量固体激光器的重要部件，它的作用是从泵浦光源发出的辐射汇聚到激光工作物质上，聚光腔除了给泵浦光源和激光工作物质之间提供良好的耦合之外，还决定激光工作物质上泵浦密度的分布，从而影响到输出激光光束的均匀性、发散度和光学畸变。

由于高能量固体激光器由于激光能级的提高，导致现有激光腔的传统水冷的冷却方式无法满足冷却需要，所以我们提出了一种高能量固体激光器的激光腔，以便于解决上述中提出的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高能量固体激光器的激光腔，以解决上述背景技术中提出由于高能量固体激光器由于激光能级的提高，导致现有激光腔的传统水冷的冷却方式无法满足冷却需要的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高能量固体激光器的激光腔，包括激光腔体，所述激光腔体下方设置有降温冷却机构，所述激光腔体上方并列固定安装有两个安装板，且两个安装板之间为安装区，所述安装区内部中心位置处设置有钛合金聚光腔，所述激光腔体下端设置有冷却区，所述冷却区内部一个拐角处固定安装有液态金属电磁驱动泵，且冷却区底部固定安装有液态金属流动管。

优选的，所述激光腔体包括安装板、安装区、钛合金聚光腔、放置槽、石英套管、第一安装孔、第二安装孔、泵浦灯、激光棒、前挡块、安装槽、通光口、腔镜、输出镜、后挡块、通线孔、全反镜和腔体外壳，所述钛合金聚光腔内部开设有放置槽。

优选的，所述放置槽内部滑动安装有石英套管，所述石英套管内部并列开设有两个第一安装孔，且两个第一安装孔之间开设有第二安装孔，所述第一安装孔内部滑动安装有泵浦灯，所述第二安装孔内部滑动安装有激光棒，所述钛合金聚光腔前端设置有前挡块，且钛合金聚光腔后端设置有后挡块。

优选的，所述前挡块与后挡块远离钛合金聚光腔一端开设有安装槽，且前挡块与后挡块中心位置处均开设有通光口，所述安装槽内部通过螺钉固定安装有腔镜，所述前挡块内部安装的腔镜中心位置处设置有输出镜，且后挡块内部安装的腔镜中心位置处设置有全反镜，所述输出镜与全反镜和通光口相同心，所述后挡块的通光口两侧开设有通线孔，且通线孔内部设置有泵浦灯后端的电线，两个所述安装板外部设置有腔体外壳，且螺钉穿过腔体外壳和安装板与前挡块和后挡块固定连接。

优选的，所述降温冷却机构包括冷却区、液态金属电磁驱动泵、液态金属流动管、第一通风孔、降温区、连接槽、过风孔、降温风扇和第二通风孔，所述液态金属流动管与液态金属电磁驱动泵密封连接，所述液态金属流动管内部密封有液态金属，所述冷却区两侧均矩形开设有多个第一通风孔。

优选的，所述冷却区下方设置有降温区，所述降温区上端开设有连接槽，且连接槽与冷却区外部滑动连接，所述降温区通过螺栓与冷却区固定连接，所述连接槽内部两侧环形开设有多个过风孔，所述降温区下端内部并列固定安装有两个降温风扇，且降温风扇与过风孔相贯通，所述降温区下端两侧均矩形开设有多个第二通风孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型的液态金属电磁驱动泵驱动液态金属流动管内部的液态金属吸收钛合金聚光腔产生激光时产生的热量，再通过降温冷却机构中的两个降温风扇在冷却区内部产生气流，对液态金属流动管中的液态金属进行冷却，由于液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，因此通过液态金属进行降温冷却相对传统的水冷可实现更加高效的散热能力。

2.本实用新型使用钛合金作为聚光腔的材料，由于钛合金有着强度高、硬度较高、高温和低温性能优良和抗腐蚀性强这些优点，使其在作为聚光腔的材料时，可以进一步提高高能量固体激光器的工作效率，以及更大程度上提高其的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种工作状态轴测图；

图2为本实用新型的另一种工作状态轴测图；

图3为本实用新型的拆分图；

图4为本实用新型的拆分图2。

图中：1、激光腔体；3、降温冷却机构；11、安装板；12、安装区；13、钛合金聚光腔；14、放置槽；15、石英套管；16、第一安装孔；17、第二安装孔；18、泵浦灯；19、激光棒；20、前挡块；21、安装槽；22、通光口；23、腔镜；24、输出镜；25、后挡块；26、通线孔；27、全反镜；28、腔体外壳；31、冷却区；32、液态金属电磁驱动泵；33、液态金属流动管；34、第一通风孔；35、降温区；36、连接槽；37、过风孔；38、降温风扇；39、第二通风孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-4，本实用新型提供的一种实施例：一种高能量固体激光器的激光腔，包括激光腔体1，激光腔体1下方设置有降温冷却机构3，激光腔体1上方并列固定安装有两个安装板11，且两个安装板11之间为安装区12，安装区12内部中心位置处设置有钛合金聚光腔13，激光腔体1下端设置有冷却区31，冷却区31内部一个拐角处固定安装有液态金属电磁驱动泵32，且冷却区31底部固定安装有液态金属流动管33，液态金属电磁驱动泵32驱动液态金属流动管33内部的液态金属吸收钛合金聚光腔13产生激光时产生的热量。

进一步，激光腔体1包括安装板11、安装区12、钛合金聚光腔13、放置槽14、石英套管15、第一安装孔16、第二安装孔17、泵浦灯18、激光棒19、前挡块20、安装槽21、通光口22、腔镜23、输出镜24、后挡块25、通线孔26、全反镜27和腔体外壳28，钛合金聚光腔13内部开设有放置槽14，将石英套管安装于钛合金聚光腔13内部的放置槽14中。

进一步，放置槽14内部滑动安装有石英套管15，石英套管15内部并列开设有两个第一安装孔16，且两个第一安装孔16之间开设有第二安装孔17，第一安装孔16内部滑动安装有泵浦灯18，第二安装孔17内部滑动安装有激光棒19，钛合金聚光腔13前端设置有前挡块20，且钛合金聚光腔13后端设置有后挡块25，将泵浦灯18和激光棒19分别安装在第一安装孔16和第二安装孔17中。

进一步，前挡块20与后挡块25远离钛合金聚光腔13一端开设有安装槽21，且前挡块20与后挡块25中心位置处均开设有通光口22，安装槽21内部通过螺钉固定安装有腔镜23，前挡块20内部安装的腔镜23中心位置处设置有输出镜24，且后挡块25内部安装的腔镜23中心位置处设置有全反镜27，输出镜24与全反镜27和通光口22相同心，后挡块25的通光口22两侧开设有通线孔26，且通线孔26内部设置有泵浦灯18后端的电线，两个安装板11外部设置有腔体外壳28，且螺钉穿过腔体外壳28和安装板11与前挡块20和后挡块25固定连接，钛合金聚光腔13前后两端分别安装有前挡块20和后挡块25，将泵浦灯18的电线穿过通线孔26，前挡块20和后挡块25的安装槽21内部通过螺钉固定安装有腔镜23。

进一步，降温冷却机构3包括冷却区31、液态金属电磁驱动泵32、液态金属流动管33、第一通风孔34、降温区35、连接槽36、过风孔37、降温风扇38和第二通风孔39，液态金属流动管33与液态金属电磁驱动泵32密封连接，液态金属流动管33内部密封有液态金属，冷却区31两侧均矩形开设有多个第一通风孔34，液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，因此通过液态金属进行降温冷却相对传统的水冷可实现更加高效的散热能力。

进一步，冷却区31下方设置有降温区35，降温区35上端开设有连接槽36，且连接槽36与冷却区31外部滑动连接，降温区35通过螺栓与冷却区31固定连接，连接槽36内部两侧环形开设有多个过风孔37，降温区35下端内部并列固定安装有两个降温风扇38，且降温风扇38与过风孔37相贯通，降温区35下端两侧均矩形开设有多个第二通风孔39，通过降温冷却机构3中的两个降温风扇38在冷却区31内部产生气流，对液态金属流动管33中的液态金属进行冷却。

工作原理：使用时，首先将钛合金聚光腔13放置于安装区12中，然后将石英套管安装于钛合金聚光腔13内部的放置槽14中，再然后将泵浦灯18和激光棒19分别安装在第一安装孔16和第二安装孔17中，由于钛合金有着强度高、硬度较高、高温和低温性能优良和抗腐蚀性强这些优点，使其在作为聚光腔的材料时，可以进一步提高高能量固体激光器的工作效率与工作时间的能力，在钛合金聚光腔13前后两端分别安装有前挡块20和后挡块25，将泵浦灯18的电线穿过通线孔26，前挡块20和后挡块25的安装槽21内部通过螺钉固定安装有腔镜23，安装板11外部的腔体外壳28通过螺钉和安装板11与前挡块20和后挡块25固定连接，激光腔体1下端通过连接槽36与降温冷却机构3连接，再通过螺钉进行固定，当激光腔体1开始工作时，液态金属电磁驱动泵32驱动液态金属流动管33内部的液态金属吸收钛合金聚光腔13产生激光时产生的热量，再通过降温冷却机构3中的两个降温风扇38在冷却区31内部产生气流，对液态金属流动管33中的液态金属进行冷却，由于液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，因此通过液态金属进行降温冷却相对传统的水冷可实现更加高效的散热能力。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种高能量固体激光器的激光腔，包括激光腔体(1)，其特征在于：所述激光腔体(1)下方设置有降温冷却机构(3)，所述激光腔体(1)上方并列固定安装有两个安装板(11)，且两个安装板(11)之间为安装区(12)，所述安装区(12)内部中心位置处设置有钛合金聚光腔(13)，所述激光腔体(1)下端设置有冷却区(31)，所述冷却区(31)内部一个拐角处固定安装有液态金属电磁驱动泵(32)，且冷却区(31)底部固定安装有液态金属流动管(33)。

2.根据权利要求1所述的一种高能量固体激光器的激光腔，其特征在于：所述激光腔体(1)包括安装板(11)、安装区(12)、钛合金聚光腔(13)、放置槽(14)、石英套管(15)、第一安装孔(16)、第二安装孔(17)、泵浦灯(18)、激光棒(19)、前挡块(20)、安装槽(21)、通光口(22)、腔镜(23)、输出镜(24)、后挡块(25)、通线孔(26)、全反镜(27)和腔体外壳(28)，所述钛合金聚光腔(13)内部开设有放置槽(14)。

3.根据权利要求2所述的一种高能量固体激光器的激光腔，其特征在于：所述放置槽(14)内部滑动安装有石英套管(15)，所述石英套管(15)内部并列开设有两个第一安装孔(16)，且两个第一安装孔(16)之间开设有第二安装孔(17)，所述第一安装孔(16)内部滑动安装有泵浦灯(18)，所述第二安装孔(17)内部滑动安装有激光棒(19)，所述钛合金聚光腔(13)前端设置有前挡块(20)，且钛合金聚光腔(13)后端设置有后挡块(25)。

4.根据权利要求2所述的一种高能量固体激光器的激光腔，其特征在于：所述前挡块(20)与后挡块(25)远离钛合金聚光腔(13)一端开设有安装槽(21)，且前挡块(20)与后挡块(25)中心位置处均开设有通光口(22)，所述安装槽(21)内部通过螺钉固定安装有腔镜(23)，所述前挡块(20)内部安装的腔镜(23)中心位置处设置有输出镜(24)，且后挡块(25)内部安装的腔镜(23)中心位置处设置有全反镜(27)，所述输出镜(24)与全反镜(27)和通光口(22)相同心，所述后挡块(25)的通光口(22)两侧开设有通线孔(26)，且通线孔(26)内部设置有泵浦灯(18)后端的电线，两个所述安装板(11)外部设置有腔体外壳(28)，且螺钉穿过腔体外壳(28)和安装板(11)与前挡块(20)和后挡块(25)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种高能量固体激光器的激光腔，其特征在于：所述降温冷却机构(3)包括冷却区(31)、液态金属电磁驱动泵(32)、液态金属流动管(33)、第一通风孔(34)、降温区(35)、连接槽(36)、过风孔(37)、降温风扇(38)和第二通风孔(39)，所述液态金属流动管(33)与液态金属电磁驱动泵(32)密封连接，所述液态金属流动管(33)内部密封有液态金属，所述冷却区(31)两侧均矩形开设有多个第一通风孔(34)。

6.根据权利要求5所述的一种高能量固体激光器的激光腔，其特征在于：所述冷却区(31)下方设置有降温区(35)，所述降温区(35)上端开设有连接槽(36)，且连接槽(36)与冷却区(31)外部滑动连接，所述降温区(35)通过螺栓与冷却区(31)固定连接，所述连接槽(36)内部两侧环形开设有多个过风孔(37)，所述降温区(35)下端内部并列固定安装有两个降温风扇(38)，且降温风扇(38)与过风孔(37)相贯通，所述降温区(35)下端两侧均矩形开设有多个第二通风孔(39)。

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