CN218648326U - 一种紧凑型半导体泵浦固体激光器 - Google Patents
一种紧凑型半导体泵浦固体激光器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，涉及半导体泵浦激光器技术领域，解决现有激光器为了实现良好散热导致的本体尺寸太大的问题，包括激光晶体棒、泵浦半导体激光管阵列、激光棒热沉、制冷模块、泵浦热沉和壳体；泵浦半导体激光管阵列包括多条泵浦半导体激光管；泵浦热沉上设置有贯穿泵浦热沉的空心腔体，泵浦半导体激光管阵列安装在空心腔体的内壁，激光晶体棒伸入并贯穿空心腔体；激光晶体棒的两端分别通过一个激光棒热沉上固定在壳体上；泵浦热沉通过制冷模块固定到壳体上；本实用新型具有体积小、重量小且散热效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体泵浦激光器技术领域，更具体的是涉及紧凑型半导体泵浦固体激光器技术领域。
背景技术
半导体侧面泵浦固体激光器广泛应用于激光加工等领域，以及激光测距、激光干扰和激光照射等领域。由于光源多数要集成到光电吊舱等极小空间内，对于激光器尺寸重量要求越来越严格。
但是这类激光器转换效率一般都在20-30％左右，输出激光同时会产生多余热量，激光棒和泵浦bar条的热管理如果做不好，会使激光输出能量变低，模式变差，最终导致不能工作；而在配置散热调节装置的情况下，激光器本体的尺寸便会增加。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：解决现有激光器为了实现良好散热导致的本体尺寸太大的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种紧凑型半导体泵浦固体激光器。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，包括激光晶体棒、泵浦半导体激光管阵列、激光棒热沉、制冷模块、泵浦热沉和壳体；
所述泵浦半导体激光管阵列包括多条泵浦半导体激光管；
所述泵浦热沉上设置有贯穿泵浦热沉的空心腔体，所述泵浦半导体激光管阵列安装在所述空心腔体的内壁，所述激光晶体棒伸入并贯穿所述空心腔体；
所述激光晶体棒的两端分别通过一个所述激光棒热沉上固定在所述壳体上；
所述泵浦热沉通过所述制冷模块固定到壳体上。
优选地，所述空心腔体为圆形。
优选地，所述激光晶体棒贯穿所述空心腔体的圆心。
优选地，所述泵浦半导体激光管阵列封装成圆环形，多条泵浦半导体激光管沿所述空心腔体的内壁均匀分布。
优选地，所述制冷模块采用半导体制冷片，半导体制冷片包括冷端和热端，所述泵浦热沉连接到冷端，所述壳体连接到热端。
优选地，所述激光晶体棒采用掺杂Nd离子的YAG激光晶体棒。
优选地，所述壳体上安装有散热齿。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的半导体泵浦固体激光器结构紧凑，减小了装置体积；泵浦半导体激光管阵列封装到泵浦热沉直接连接到壳体，壳体上有散热齿，通过制冷模块导热进行散热，不需要大型散热器便可实现高效散热，降低了装置重量；泵浦半导体激光管阵列均匀分布呈圆环状分布，并且激光晶体贯穿空心腔体的圆心，可以让激光晶体棒更高效、更均匀地吸收泵浦光，在减小体积的情况下也不影响装置本身的工作效能。
附图说明
图1是实施例1的剖视示意图；
附图标记：101-壳体，102-泵浦半导体激光管阵列，103-激光晶体棒，104-泵浦热沉，105-半导体制冷片，106-散热齿。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，包括激光晶体棒103、泵浦半导体激光管阵列102、激光棒热沉、制冷模块、泵浦热沉104和壳体101；
所述泵浦半导体激光管阵列102包括多条泵浦半导体激光管；
所述泵浦热沉104上设置有贯穿泵浦热沉104的空心腔体，所述泵浦半导体激光管阵列102安装在所述空心腔体的内壁，所述激光晶体棒103伸入并贯穿所述空心腔体；
所述激光晶体棒103的两端分别通过一个所述激光棒热沉上固定在所述壳体101上；
所述泵浦热沉104通过所述制冷模块固定到壳体101上。
在本实施例中，所述空心腔体为圆形，作为优选方案所述激光晶体贯穿所述空心腔体的圆心。
此外，本实施例的泵浦半导体激光管阵列102封装成圆环形，多条泵浦半导体激光管沿所述空心腔体的内壁均匀分布；所述制冷模块采用半导体制冷片105，半导体制冷片105包括冷端和热端，所述泵浦热沉104连接到冷端，所述壳体101连接到热端；所述壳体101上安装有散热齿106。
进一步地，所述激光晶体棒103采用掺杂Nd离子的YAG激光晶体棒。
本实施例的工作原理为：
本实施例主要是实现在结构紧凑、重量小的情况下实现良好的散热以保证激光器的运作质量。
激光晶体棒103的两端分别通过一个所述激光棒热沉上固定在所述壳体101上，激光晶体棒103的中间部分是悬空的，由泵浦半导体激光管阵列102围绕，泵浦半导体激光管阵列102封装安装在泵浦热沉104上，泵浦半导体激光管阵列102通过光电转换产生808nm或者880nm等波长的激光辐射，激光晶体棒103可以均匀吸收泵浦光进而产生能级跃迁输出激光，激光晶体棒103输出的激光便作为半导体泵浦固体激光器的输出光源，通常可以通过一个谐振腔镜输出光源，这里可以采用一个球形谐振腔镜。
激光晶体棒103吸收的热量通过两端连接的激光棒热沉散发传导到壳体101，另外，由于泵浦半导体激光管阵列102散发的激光辐射会随温度的改变产生发射便宜从而影响吸收效率，所以半导体激光管阵列需要保持一定的温度。在这里，泵浦热沉104通过半导体制冷片105连接到壳体101，半导体制冷片105包括冷端和热端，所述泵浦热沉104连接到冷端，所述壳体101连接到热端，通过改变电流方向可以实现控制半导体制冷片105的加热或制冷的功能，因此可以通过配套的温控电路实现冷端保持受控温度，热端负责把来自泵浦热沉104的热量传导到壳体101上实现散热。最后，在壳体101上可以安装散热齿106以实现更高效率的散热。
Claims (7)
1.一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，包括激光晶体棒(103)、泵浦半导体激光管阵列(102)、激光棒热沉、制冷模块、泵浦热沉(104)和壳体(101)；
所述泵浦半导体激光管阵列(102)包括多条泵浦半导体激光管；
所述泵浦热沉(104)上设置有贯穿泵浦热沉(104)的空心腔体，所述泵浦半导体激光管阵列(102)安装在所述空心腔体的内壁，所述激光晶体棒(103)伸入并贯穿所述空心腔体；
所述激光晶体棒(103)的两端分别通过一个所述激光棒热沉上固定在所述壳体(101)上；
所述泵浦热沉(104)通过所述制冷模块固定到壳体(101)上。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述空心腔体为圆形。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述激光晶体棒(103)贯穿所述空心腔体的圆心。
4.根据权利要求2所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述泵浦半导体激光管阵列(102)封装成圆环形，多条泵浦半导体激光管沿所述空心腔体的内壁均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述制冷模块采用半导体制冷片(105)，半导体制冷片(105)包括冷端和热端，所述泵浦热沉(104)连接到冷端，所述壳体(101)连接到热端。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述激光晶体棒(103)采用掺杂Nd离子的YAG激光晶体棒。
7.根据权利要求1所述的一种紧凑型半导体泵浦固体激光器，其特征在于，所述壳体(101)上安装有散热齿(106)。
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2022
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