CN217642127U - 一种固体激光器泵浦装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种固体激光器泵浦装置，包括多个激光晶体、多个泵浦光发生组件及多个晶体散热组件，通过泵浦光发生组件产生泵浦光，照射至激光晶体上，激光晶体吸收泵浦光并转化生成特定波长的光子形成荧光，并通过晶体散热组件为激光晶体散热，生成的荧光会通过固体激光器中的谐振腔形成激光。相比于现有技术，本实用新型中的泵浦光发生组件及晶体散热组件按照相同的方向排列，降低了加工难度，适合批量稳定产出产品。同时温度响应准确且迅速，散热效果容易保证，保证工作效率，配合上激光晶体吸收元素的掺杂浓度不同，可以达到泵浦区域内增益均匀性，保证输出激光的效果，具备很好的实用性。

Description

一种固体激光器泵浦装置

技术领域

本实用新型涉及激光设备技术领域，尤其涉及一种固体激光器泵浦装置。

背景技术

固体激光器为产生激光的设备，其通过泵浦光照射增益介质(多为激光晶体)产生荧光，而荧光又经过激光器谐振腔的作用，产生激光。在理想状态下，为了提高激光器的输出能量，需要增加泵浦光以及增益介质的数量，使多级增益介质串联以输出强度更高的激光。为了保证出射激光截面在多个方向上均有同样的增益，需要将每个增益介质对应的泵浦光均以不同的角度设置。

然而，增益介质和泵浦源均都需要固定、散热，还要满足相对位置的恒定。在交错设置泵浦光的情况下，单纯通过加工保证位置恒定非常难，因此在装配过程中，需要大量的修磨和试装工作，即使装配完成，也很难保证光路和的同轴性与激光晶体间的相对位移。并且，泵浦源等结构的温度要保证一定的恒定，制冷单元对于泵浦源的温度变化需要快速响应，交错设置会使得泵浦源距离制冷单元的距离不同，热传导时间就不同，这样反馈给制冷单元的温度很难达到动态平衡，且每个制冷单元的实际工作温度不相同，这样势必不会达到最佳的工作温度，进而影响效率。

由此可见，现有的固体激光器泵浦装置制造难度较大，且成品不易达到理想的工作效果。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种固体激光器泵浦装置，用以解决现有的固体激光器泵浦装置制造难度较大，且成品不易达到理想的工作效果的问题。

本实用新型提供一种固体激光器泵浦装置，包括：

多个激光晶体，多个所述激光晶体依次排列，且多个所述激光晶体内用于吸收泵浦光的吸收元素的掺杂浓度不同；

多个泵浦光发生组件，多个所述泵浦光发生组件分别设置于多个所述激光晶体排列方向的两侧，且多个所述泵浦光发生组件的排列方向与多个所述激光晶体的排列方向相同，每两个所述泵浦光发生组件对应一个所述激光晶体；

多个晶体散热组件，所述晶体散热组件抵接所述激光晶体，多个所述晶体散热组件分别设置于多个所述激光晶体排列方向的两侧，且与所述激光晶体对应的两个所述泵浦发生组件环绕所述激光晶体交错设置。

进一步的，还包括两个泵浦热沉，位于多个所述激光晶体排列方向同一侧的多个所述泵浦光发生组件均连接于一个所述泵浦热沉，所述泵浦热沉连接于所述晶体散热组件。

进一步的，所述泵浦热沉包括热沉体和两个连接面，两个所述连接面均形成于所述热沉体的表面，两个所述连接面相平行，且分别连接所述晶体散热组件。

进一步的，所述泵浦热沉还包括安装槽，所述安装操开设于所述热沉体的表面，且位于两个所述连接面之间，所述泵浦光发生组件设置于所述安装槽中。

进一步的，多个所述晶体散热组件包括多个第一热沉，多个所述第一热沉均位于多个所述激光晶体排列方向的同侧，多个所述第一热沉和多个所述激光晶体一一对应并分别抵接多个所述激光晶体，所述第一热沉连接于所述连接面。

进一步的，每个所述第一热沉包括第一接触部和连接片，所述第一接触部抵接对应的所述激光晶体，所述连接片的一面连接于所述第一接触部背离所述激光晶体的一侧，并连接所述连接面。

进一步的，多个所述晶体散热组件包括第二热沉，所述第二热沉包括多个第二接触部和衔接体，多个所述第二接触部均位于多个所述激光晶体排列方向的同侧，多个所述第二接触部和多个所述激光晶体一一对应并分别抵接多个所述激光晶体，多个所述第二接触部背离所述激光晶体的一侧均连接于所述衔接体，所述衔接体朝向所述第二接触部的一面连接于所述连接面。

进一步的，还包括制冷部，所述制冷部连接于所述衔接体背离所述第二接触部的一面。

进一步的，所述泵浦光发生组件包括多个巴条和固定座，多个所述巴条均连接于所述固定座，所述巴条的发光方向朝向所述激光晶体，所述固定座设置于所述安装槽中。

进一步的，所述激光晶体为四棱柱，所述多个所述激光晶体沿所述激光晶体棱边的延伸方向排列，所述泵浦光发生组件分别设置于所述激光晶体中相平行的两个侧面的两侧，所述晶体散热组件分别设置于所述激光晶体中另两个侧面的两侧。

本实用新型提供的一种固体激光器泵浦装置，通过泵浦光发生组件产生泵浦光，照射至激光晶体上，激光晶体吸收泵浦光并转化生成特定波长的光子形成荧光，并通过晶体散热组件为激光晶体散热，生成的荧光会通过固体激光器中的谐振腔形成激光，这样就完成了固体激光器的泵浦过程。相比于现有技术，本实用新型中的泵浦光发生组件及晶体散热组件按照相同的方向排列，降低了加工难度，使得各个零件仅需在两个维度的方向上保证公差配合即可，容易保证同轴性，仅需稍微修磨便可以一次装配成功，减少试用磨和试装的工作量，适合批量稳定产出产品。同时，热传导较为均衡，温度响应准确且迅速，散热效果容易保证，保证工作效率，配合上激光晶体吸收元素的掺杂浓度不同，可以达到泵浦区域内增益均匀性，保证输出激光的能量和发散角等参数与理想状态的设计方案所达到的效果相同，具备很好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型提供的固体激光器泵浦装置一实施例的结构示意图；

图2为图1的爆炸图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型通过将固体激光器泵浦装置中的泵浦光发生组件及晶体散热组件按照规则的排列方式进行排列，使整个结构制造组装过程更加简易，使各个零部件更容易达到目标位置精度，并且晶体散热组件的有规则排布能够更快、更准确的反映温度，提高温控稳定性，同时配合多个激光晶体的不同吸收元素的掺杂浓度参数来保证激光强度，确保产生的激光能够达到理想的效果。

结合图1及图2所示，本实用新型提供一种固体激光器泵浦装置，包括多个激光晶体1、多个泵浦光发生组件2和多个晶体散热组件3。其中多个所述激光晶体1依次排列，且多个所述激光晶体1内用于吸收泵浦光的吸收元素的掺杂浓度不同，多个所述泵浦光发生组件2分别设置于多个所述激光晶体1排列方向的两侧，且多个所述泵浦光发生组件2的排列方向与多个所述激光晶体1的排列方向相同，每两个所述泵浦光发生组件2对应一个所述激光晶体1。所述晶体散热组件3抵接所述激光晶体1，多个所述晶体散热组件3分别设置于多个所述激光晶体1排列方向的两侧，且与所述激光晶体1对应的两个所述泵浦发生组件环绕所述激光晶体1交错设置。

本实用新型提供的一种固体激光器泵浦装置，通过泵浦光发生组件2产生泵浦光，照射至激光晶体1上，激光晶体1吸收泵浦光并转化生成特定波长的光子形成荧光，并通过晶体散热组件3为激光晶体1散热，生成的荧光会通过固体激光器中的谐振腔形成激光，这样就完成了固体激光器的泵浦过程。

相比于现有技术，本实用新型中的泵浦光发生组件2及晶体散热组件3按照相同的方向排列，降低了加工难度，使得各个零件仅需在两个维度的方向上保证公差配合即可，容易保证同轴性，仅需稍微修磨便可以一次装配成功，减少试用磨和试装的工作量，适合批量稳定产出产品。同时，热传导较为均衡，温度响应准确且迅速，散热效果容易保证，保证工作效率，配合上激光晶体1吸收元素的掺杂浓度不同，可以达到泵浦区域内增益均匀性，保证输出激光的能量和发散角等参数与理想状态的设计方案所达到的效果相同，具备很好的实用性。

实际使用时可将本实施例中的固体激光器泵浦装置设置于固体激光器中的谐振腔内，例如将激光晶体排列设置于腔镜和输出镜之间，使用时泵浦光发生组件2通过电激励，产生808nm激光，照射激光晶体1，激光晶体1吸收后，释放出荧光。腔镜和输出镜构成激光谐振腔，荧光在谐振腔中振荡后，产生激光，激光在谐振腔内被放大后输出。

作为优选的实施例，本实施例中的所述激光晶体1为四棱柱，及矩形块体，所述多个所述激光晶体1沿所述激光晶体1棱边的延伸方向排列，所述泵浦光发生组件2分别设置于所述激光晶体1中相平行的两个侧面的两侧，所述晶体散热组件3分别设置于所述激光晶体1中另两个侧面的两侧。这种设计最方便加工组装以保证精度，同时也方便泵浦光发生组件2的照射以及晶体散热组件3的接触。

可以理解的是，上述激光晶体1的形状仅为一个较为优选的实施方式，实际中根据具体情况，例如加工制造水平的高低、产品的成本要求等，也可以使用其他形状的激光晶体1，如圆柱形、三棱柱等。此外，本实施例中激光晶体1的数量为两个，实际中根据所需激光强度的不同，也可以设计为其他数量。同时，激光晶体1中吸收元素的掺杂浓度的差异值可根据具体需求进行调整。

作为优选的实施例，本实施例中的所述泵浦光发生组件2包括多个巴条21和固定座22，多个所述巴条21均连接于所述固定座22，所述巴条21的发光方向朝向所述激光晶体1，所述固定座22设置于所述安装槽53中。巴条21由激光二极管组成，多个巴条21阵列排布于固定座22的一个表面，并照射一个激光晶体1。本实施例中两个泵浦光发生组件2对应一个激光晶体1，分别作用于激光晶体1的两个相背离的侧面。

作为优选的实施例，本实施例中的多个所述晶体散热组件3包括多个第一热沉31，多个所述第一热沉31均位于多个所述激光晶体1排列方向的同侧，多个所述第一热沉31和多个所述激光晶体1一一对应并分别抵接多个所述激光晶体1，所述第一热沉31连接于所述连接面52。

第一热沉31起到散热的作用，和激光晶体1一一对应，方便整个固体激光器泵浦装置的局部拆卸，使装置的调试更加方便。

具体地，本实施例中的每个所述第一热沉31包括第一接触部311和连接片312，所述第一接触部311抵接对应的所述激光晶体1，所述连接片312的一面连接于所述第一接触部311背离所述激光晶体1的一侧，并连接泵浦热沉5中的连接面52。

第一接触部311用于接触激光晶体1以传导热量，而连接片312除起到安装第一热沉31的作用外，还起到和泵浦热沉5连接，共同进行散热，提高散热效果的作用，保证温度反应速度。

进一步的，本实施例中的多个所述晶体散热组件3包括第二热沉32，所述第二热沉32包括多个第二接触部321和衔接体322，多个所述第二接触部321均位于多个所述激光晶体1排列方向的同侧，多个所述第二接触部321和多个所述激光晶体1一一对应并分别抵接多个所述激光晶体1，多个所述第二接触部321背离所述激光晶体1的一侧均连接于所述衔接体322，所述衔接体322朝向所述第二接触部321的一面连接于所述连接面52。

第二接触部321同样用于接触激光晶体1以传到热量，衔接体322也同样起到安装连接第二热沉32，提高散热温控效果的作用，但与第一热沉31不同的是，第二热沉32中的多个第二接触部321均安装于衔接体322上，形成一个整体结构，衔接体322起到基板载体等作用，通过衔接体322可以将其他所有零件安装至一起形成一个独立的模块化单元，提高了本固体激光器泵浦装置的互换性，增加其实用性。

本实用新型还提供一优选的实施例，该实施例中的固体激光器泵浦装置还包括制冷部4，所述制冷部4连接于所述衔接体322背离所述第二接触部321的一面。制冷部4可以为任意现有的散热硅胶，冷却风扇等用于冷却散热的装置，本装置能够通过制冷部4进一步提高散热效果，且加装制冷部4的位置为衔接体322背离激光晶体1的外侧，不会影响到激光晶体1附近的结构，能够通过最简易的方式达到更优秀的温度控制水平。

本实用新型还提供一优选的实施例，该实施例中的固体激光器泵浦装置还包括两个泵浦热沉5，位于多个所述激光晶体1排列方向同一侧的多个所述泵浦光发生组件2均连接于一个所述泵浦热沉5，所述泵浦热沉5连接于所述晶体散热组件3。

泵浦热沉5为泵浦光发生组件2进行散热，同时讲第一热沉31和第二热沉32连接至一起，具体地，本实施中的所述泵浦热沉5包括热沉体51和两个连接面52，两个所述连接面52均形成于所述热沉体51的表面，两个所述连接面52相平行，且分别连接所述晶体散热组件3。

进一步的，本实施例中的泵浦热沉5还包括安装槽53，所述安装操开设于所述热沉体51的表面，且位于两个所述连接面52之间，所述泵浦光发生组件2设置于所述安装槽53中。安装槽53将泵浦光发生组件2中的大部分表面包裹住，提高散热效果及温度反应灵敏度。

本实用新型提供的一种固体激光器泵浦装置，通过泵浦光发生组件2产生泵浦光，照射至激光晶体1上，激光晶体1吸收泵浦光并转化生成特定波长的光子形成荧光，并通过晶体散热组件3为激光晶体1散热，生成的荧光会通过固体激光器中的谐振腔形成激光，这样就完成了固体激光器的泵浦过程。

相比于现有技术，本实用新型中的泵浦光发生组件2及晶体散热组件3按照相同的方向排列，降低了加工难度，使得各个零件仅需在两个维度的方向上保证公差配合即可，容易保证同轴性，仅需稍微修磨便可以一次装配成功，减少试用磨和试装的工作量，适合批量稳定产出产品。同时，热传导较为均衡，温度响应准确且迅速，散热效果容易保证，保证工作效率，配合上激光晶体1吸收元素的掺杂浓度不同，可以达到泵浦区域内增益均匀性，保证输出激光的能量和发散角等参数与理想状态的设计方案所达到的效果相同，具备很好的实用性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固体激光器泵浦装置，其特征在于，包括：

多个激光晶体，多个所述激光晶体依次排列，且多个所述激光晶体内用于吸收泵浦光的吸收元素的掺杂浓度不同；

多个泵浦光发生组件，多个所述泵浦光发生组件分别设置于多个所述激光晶体排列方向的两侧，且多个所述泵浦光发生组件的排列方向与多个所述激光晶体的排列方向相同，每两个所述泵浦光发生组件对应一个所述激光晶体；

多个晶体散热组件，所述晶体散热组件抵接所述激光晶体，多个所述晶体散热组件分别设置于多个所述激光晶体排列方向的两侧，且与所述激光晶体对应的两个所述泵浦光发生组件环绕所述激光晶体交错设置。

2.根据权利要求1所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，还包括两个泵浦热沉，位于多个所述激光晶体排列方向同一侧的多个所述泵浦光发生组件均连接于一个所述泵浦热沉，所述泵浦热沉连接于所述晶体散热组件。

3.根据权利要求2所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，所述泵浦热沉包括热沉体和两个连接面，两个所述连接面均形成于所述热沉体的表面，两个所述连接面相平行，且分别连接所述晶体散热组件。

4.根据权利要求3所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，所述泵浦热沉还包括安装槽，所述安装槽开设于所述热沉体的表面，且位于两个所述连接面之间，所述泵浦光发生组件设置于所述安装槽中。

5.根据权利要求3所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，多个所述晶体散热组件包括多个第一热沉，多个所述第一热沉均位于多个所述激光晶体排列方向的同侧，多个所述第一热沉和多个所述激光晶体一一对应并分别抵接多个所述激光晶体，所述第一热沉连接于所述连接面。

6.根据权利要求5所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，每个所述第一热沉包括第一接触部和连接片，所述第一接触部抵接对应的所述激光晶体，所述连接片的一面连接于所述第一接触部背离所述激光晶体的一侧，并连接所述连接面。

7.根据权利要求3所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，多个所述晶体散热组件包括第二热沉，所述第二热沉包括多个第二接触部和衔接体，多个所述第二接触部均位于多个所述激光晶体排列方向的同侧，多个所述第二接触部和多个所述激光晶体一一对应并分别抵接多个所述激光晶体，多个所述第二接触部背离所述激光晶体的一侧均连接于所述衔接体，所述衔接体朝向所述第二接触部的一面连接于所述连接面。

8.根据权利要求7所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，还包括制冷部，所述制冷部连接于所述衔接体背离所述第二接触部的一面。

9.根据权利要求4所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，所述泵浦光发生组件包括多个巴条和固定座，多个所述巴条均连接于所述固定座，所述巴条的发光方向朝向所述激光晶体，所述固定座设置于所述安装槽中。

10.根据权利要求1～9任一项所述的固体激光器泵浦装置，其特征在于，所述激光晶体为四棱柱，所述多个所述激光晶体沿所述激光晶体棱边的延伸方向排列，所述泵浦光发生组件分别设置于所述激光晶体中相平行的两个侧面的两侧，所述晶体散热组件分别设置于所述激光晶体中另两个侧面的两侧。

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