CN219419840U - 激光倍频组件及激光器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种激光倍频组件及激光器，激光倍频组件包括具有容纳腔的壳体、设于容纳腔内的倍频模块和分光件，以及，设于壳体的安装侧的散热件，壳体的安装侧设有与容纳腔光路连通的第一透光孔；倍频模块的输入端用于与激光发射组件的输出端光路连通，以接收激光发射组件发射的基频激光，并转化基频激光的频率；分光件位于倍频模块的输出端的光路上，用于将倍频模块输出的激光分为倍频激光和射向第一透光孔的残余基频激光；散热件朝向壳体的一侧设有与第一透光孔光路连通的第一腔体，第一腔体的至少部分内表面为用于吸收残余基频激光第一吸光面。本申请实施例提供的激光倍频组件能够使容纳腔内的温度保持稳定，从而提高激光器的功率稳定性。

Description

激光倍频组件及激光器

技术领域

本申请涉及激光技术领域，尤其涉及一种激光倍频组件及激光器。

背景技术

随着激光器在工业领域的应用普及，激光器的可集成性、性能稳定性和散热及时性面临着越来越高的要求。而对激光残余光处理的研究，可有效的减小激光器的安装尺寸、降低激光器因残余光污染导致的温度不稳定，提高激光器的性能稳定性。

在激光器技术中，尤其是在高平均功率固体激光器中需要对倍频腔内残余光进行处理，现有技术一般是在激光倍频组件的腔体内放置吸光桶对残余光进行吸收并散热，为了达到散热效果，激光倍频组件的腔体尺寸往往较大，且热源分布在腔体内不同的地方，易对腔体内环境温度产生波动，从而影响激光器的功率稳定性。

实用新型内容

本申请实施例提供一种激光倍频组件及激光器，旨在解决现有的激光倍频组件的容纳腔内的温度容易产生波动，从而影响激光器的功率稳定性的问题。

本申请实施例提供一种激光倍频组件，所述激光倍频组件包括：

壳体，具有容纳腔，所述壳体的安装侧设有与所述容纳腔光路连通的第一透光孔；

倍频模块，设于所述容纳腔内，所述倍频模块的输入端用于与激光发射组件的输出端光路连通，所述倍频模块用于接收所述激光发射组件发射的基频激光，并转化所述基频激光的频率；

分光件，设于所述容纳腔内并位于所述倍频模块的输出端的光路上，所述分光件用于将所述倍频模块输出的激光分为倍频激光和射向所述第一透光孔的残余基频激光；

散热件，设于所述壳体的安装侧，所述散热件朝向所述壳体的一侧设有与所述第一透光孔光路连通的第一腔体，所述第一腔体的至少部分内表面为第一吸光面，所述第一吸光面用于吸收所述残余基频激光。

在一些实施例中，所述散热件内设有第一散热流道；至少部分所述第一散热流道位于所述第一腔体背离所述壳体的一侧。

在一些实施例中，所述壳体内设有第二散热流道，所述第二出口与所述第一入口连通。

在一些实施例中，所述壳体的安装侧还设有与所述容纳腔光路连通的第二透光孔；所述容纳腔内还活动安装有反射件，所述反射件具有反射位置和避让位置，所述反射件处于所述反射位置时位于所述倍频激光的光路上并用于将所述倍频激光反射至所述第二透光孔，所述反射件处于所述避让位置时避让所述倍频激光；

所述散热件朝向所述壳体的一侧设有与所述第二透光孔光路连通的第二腔体，所述第二腔体的至少部分内表面为第二吸光面，所述第二吸光面用于吸收所述倍频激光。

在一些实施例中，所述第一散热流道包括相互交叉并连通的第一流道和第二流道，所述第一流道位于所述第一腔体背离所述壳体的一侧并沿所述第一腔体和所述第二腔体的分布方向延伸，所述第二流道位于所述第二腔体背离所述壳体的一侧，所述第一散热流道包括第一入口和第一出口，所述第一出口位于所述第一流道远离所述第二流道的一端；

所述第一散热流道还包括与所述第二流道相互交叉并连通的第三流道，所述第三流道自所述第二流道延伸至所述散热件朝向所述壳体的一侧表面，所述第一入口位于所述第三流道远离所述第二流道的一端。

在一些实施例中，所述散热件朝向所述壳体一侧的表面凸设有第一插接凸起，所述第一入口位于所述第一插接凸起沿凸出方向的端面，所述壳体的安装侧开设有第一插接槽，所述第二出口开设于所述第一插接槽的底面，所述第一插接凸起插入所述第一插接槽，以使所述第一入口和所述第二出口连通；或者，

所述散热件朝向所述壳体一侧的表面开设有第二插接槽，所述第一入口开设于所述第二插接槽的底面，所述壳体的安装槽凸设有第二插接凸起，所述第二出口开设于所述第二插接凸起沿凸出方向的端面，所述第二插接凸起插入所述第二插接槽，以使所述第一入口和所述第二出口连通。

在一些实施例中，所述第一插接凸起的端面与所述第一插接槽的底面之间设有第一密封圈，所述第一密封圈环绕所述第一入口设置；所述散热件朝向所述壳体的一侧表面与所述壳体的安装侧的表面之间设有第二密封圈，所述第二密封圈环绕所述第一插接凸起设置；或者，

所述第二插接凸起的端面与所述第二插接槽的底面之间设有第三密封圈，所述第三密封圈环绕所述第二出口设置，所述壳体的安装侧的表面与所述散热件朝向所述壳体的一侧表面之间设有第四密封圈，所述第四密封圈环绕所述第二插接凸起设置。

在一些实施例中，所述第一插接凸起的端面设有第一安装槽，所述第一安装槽环绕所述第一入口设置，所述第一密封圈安装于所述第一安装槽；所述散热件朝向所述壳体的一侧表面设有第二安装槽，所述第二安装槽环绕所述第一插接凸起设置，所述第二密封圈安装于所述第二安装槽；或者，

所述第二插接凸起的端面设有第三安装槽，所述第三安装槽环绕所述第二出口设置，所述第三密封圈安装于所述第三安装槽，所述壳体的安装侧的表面设有第四安装槽，所述第四安装槽环绕所述第二插接凸起设置，所述第四密封圈安装于所述第四安装槽。

在一些实施例中，所述激光倍频组件还包括隔热件，所述隔热件设于所述散热件和所述壳体之间。

本申请实施例还提供一种激光器，所述激光器包括：

激光发射组件，用于发射基频激光；

激光倍频组件，所述激光倍频组件为如上所述的激光倍频组件，所述激光倍频组件包括：

壳体，具有容纳腔，所述壳体的安装侧设有与所述容纳腔光路连通的第一透光孔；

倍频模块，设于容纳腔内，所述倍频模块的输入端与所述激光发射组件的输出端光路连通，所述倍频模块用于接收所述激光发射组件发射的基频激光，并转化所述基频激光的频率；

分光件，设于所述倍频模块的输出端的光路上，所述分光件用于将所述倍频模块输出的激光分为倍频激光和射向所述第一透光孔的残余基频激光；

散热件，设于所述壳体的安装侧，所述散热件朝向所述壳体的一侧设有与所述第一透光孔光路连通的第一腔体，所述第一腔体的至少部分内表面为第一吸光面，所述第一吸光面用于吸收所述残余基频激光。

本申请实施例提供的倍频激光组件通过在壳体的安装侧设置与容纳腔连通的第一透光孔，并将散热件安装在壳体的安装侧，使散热件的第一腔体与第一透光孔光路连通，并使第一腔体的至少部分内表面为能够吸收残余基频激光的第一吸光面，当分光件将从倍频模块输出的激光中分出残余基频激光并射向第一透光孔，使残余倍频激光进入到散热件的第一腔体内，被第一腔体内的第一吸光面吸收并转化为热量散热出去。

可以理解的是，由于散热件设于壳体外侧，壳体的尺寸可以适当缩小，且散热件散热的热量也位于壳体外侧，不会造成壳体的容纳腔内的环境温度产生波动，提高了激光器的功率稳定性。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的激光器的一个实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的壳体的一个实施例的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的散热件的一个实施例的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的散热件的剖视图；

图5为本申请实施例提供的激光器的光路图；

图6为本申请实施例提供的激光倍频组件的光路图；

图7为第一视角的激光倍频组件基于有限元的热仿真图；

图8为第二视角的激光倍频组件基于有限元的热仿真图；

图9为散热件仿真温度分布图；

图10为吸光桶仿真温度分布图；

图11为第一散热流道和第二散热流道的流速分布图；

图12为第一散热流道和第二散热流道的温度分布图。

激光器100；激光发射组件110；激光发射器111；频率变换模块112；准直光学元件113；激光倍频组件120；壳体121；容纳腔1210；安装侧1211；第一透光孔1212；第二透光孔1213；第一插接槽1214；第二入口1215；第二出口1216；倍频模块122；分光件123；驱动件124；反射件125；分光镜126；聚焦透镜127；第一扩束凹面镜128；第二扩束凹面镜129；第一反射镜130；第二反射镜131；散热件132；第一腔体1321；第一吸光面1322；第二腔体1323；第二吸光面1324；第一散热流道1325；第一入口1326；第一出口1327；第一流道1328；第二流道1329；第三流道1330；第一插接凸起1331；第一安装槽1332；第二安装槽1333；准直透镜134；堵头140。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请实施例提供一种激光倍频组件及激光器。以下分别进行详细说明。

首先，本申请实施例提供一种激光倍频组件

图1为本申请实施例提供的激光器的一个实施例的结构示意图。如图1所示，激光器100包括激光发射组件110和激光倍频组件120，激光发射组件110用于发射基频激光。激光倍频组件120用于接收激光发射组件110发射的基频激光，并将该基频激光转换为倍频激光。

其中，激光发射组件110包括依次光路连通的激光发射器111、频率变换模块112和准直光学元件113。激光发射器111用于发射基频激光。频率变换模块112用于变换基频激光的频率。准直光学元件113用于对从频率变换模块112的输出端输出的激光进行准直。准直光学元件113的输出端与激光倍频组件120的输入端光路连通，经过准直光学元件113进行准直的基频激光进入激光倍频组件120进行倍频处理得到倍频激光。其中，倍频激光的频率可以为基频激光的频率的二倍频、三倍频、四倍频、五倍频等等，此处不作限制。

具体地，激光发射器111为1um激光发射器，基频激光一般为1064nm左右的近红外激光，其还夹杂着976nm的泵浦光。激光发射器111发射的混合有泵浦激光的基频激光经频率变换模块112后，通过端帽耦合输出耦合出的光束一般处于发散状态，光斑直径较大，再通过准直光学元件113对光束进行准直，得到一束准直的光斑直径在8mm左右的基频激光光束。经准直光学元件113准直后的基频激光光束进入激光倍频组件120后，由激光倍频组件120将1064nm的基频激光转化为532nm激光后从激光倍频组件120的输出端输出。

现有技术中，激光倍频组件在将基频激光转化为倍频激光时，通常会产生一部分未转化的残余基频激光，这些残余基频激光需要从倍频激光从分离出来，然后通过倍频激光组件内的吸光桶对残余基频激光进行吸收和散热。为了达到散热效果，激光倍频组件的腔体尺寸往往较大，且倍频激光组件的腔体内还存在其他产生热源的器件，导致热源分布在腔体内不同的地方，易对腔体内环境温度产生波动，从而影响激光器的功率稳定性。

为了避免上述问题，本申请实施例提出一种激光倍频组件。如图1至图3所示，激光倍频组件120包括壳体121、倍频模块122、分光件123和散热件132，壳体121具有容纳腔1210，倍频模块122和分光件123分别设于容纳腔1210内。倍频模块122的输入端用于与激光发射组件110的输出端光路连通，倍频模块122用于接收激光发射组件110发射的基频激光，并转化基频激光的频率。分光件123位于倍频模块122的输出端的光路上，分光件123用于将倍频模块122输出的激光分为倍频激光和残余基频激光。分光件123将倍频模块122输出的激光中分出的倍频激光从激光倍频组件120的输出端输出。分光件123将倍频模块122输出的激光分成的残余基频激光射向散热件132，由散热件132吸收残余基频激光并转化为热量散发出去。

其中，如图2、图3和图5所示，壳体121的安装侧1211设有与容纳腔1210光路连通的第一透光孔1212。分光件123用于将倍频模块122输出的激光分为倍频激光和射向第一透光孔1212的残余基频激光。第一透光孔1212可以为容纳腔1210的内表面开设的通孔，也可以为壳体121的安装侧1211的一部分采用透光材质制成，只需使容纳腔1210内的激光能够穿过第一透光孔1212从壳体121的安装侧1211射出壳体121外侧即可。

散热件132设于壳体121的安装侧1211，散热件132朝向壳体121的一侧设有与第一透光孔1212光路连通的第一腔体1321，该第一腔体1321的至少部分内表面为第一吸光面1322，第一吸光面1322用于吸收残余基频激光。

本申请实施例提供的激光倍频组件120通过在壳体121的安装侧1211设置与容纳腔1210连通的第一透光孔1212，并将散热件132安装在壳体121的安装侧1211，使散热件132的第一腔体1321与第一透光孔1212光路连通，并使第一腔体1321的至少部分内表面为能够吸收残余基频激光的第一吸光面1322，当分光件123将从倍频模块122输出的激光中分出残余基频激光并射向第一透光孔1212，使残余倍频激光进入到散热件132的第一腔体1321内，被第一腔体1321内的第一吸光面1322吸收并转化为热量散热出去。

可以理解的是，由于散热件132设于壳体121外侧，壳体121的尺寸可以适当缩小，且散热件132散热的热量也位于壳体121外侧，不会造成壳体121的容纳腔1210内的环境温度产生波动，提高了激光器100的功率稳定性。

在一些实施例中，第一腔体1321内的第一吸光面1322与第一透光孔1212相对设置。第一吸光面1322为磨砂面。可在第一吸光面1322的至少部分区域进行镀金以增加第一吸光件的耐打寿命。或者，也可以在第一腔体1321内与第一透光孔1212相对的内表面涂覆吸光材料以形成第一吸光面1322。

在一些实施例中，第一腔体1321的第一吸光面1322设有凸起和/或凹槽，以进一步提高第一吸光面1322的吸光效果。其中，第一吸光面1322的凸起或凹槽数量为多个。具体地，第一腔体1321的第一吸光面1322为波浪面。

如图2、图3和图5所示，壳体121的安装侧1211还设有与容纳腔1210光路连通的第二透光孔1213。容纳腔1210内还活动安装有反射件125，该反射件125具有反射位置(如图1所示)和避让位置，反射件125处于反射位置时位于倍频激光的光路上并用于将倍频激光反射至第二透光孔1213，反射件125处于避让位置时避让倍频激光。由此，在对激光器100进行校准时，可以在暂时不关闭激光器100的情况下，使反射件125处于反射位置，以将倍频激光反射至第二透光孔1213，从而避免倍频激光从激光倍频组件120的输出端输出。当校准完成后正常使用激光器100时，可以使反射件125处于避让位置，以对倍频激光进行避让，使倍频激光能够从激光倍频组件120的输出端输出。

具体地，壳体121的容纳腔1210内还设有驱动件124，该驱动件124与反射件125连接，以驱动反射件125在反射位置和避让位置之间运动。驱动件124与反射件125连接形成控制倍频激光从激光倍频组件120的输出端输出的光闸。驱动件124包括驱动缸、驱动电机或其它能够驱动反射件125在反射位置和避让位置之间运动的部件，此处不作限制。

在一些实施例中，散热件132朝向壳体121的一侧设有与第二透光孔1213光路连通的第二腔体1323，第二腔体1323的至少部分内表面为第二吸光面1324，第二吸光面1324用于吸收倍频激光。由此，当反射件125处于反射位置时能够将倍频激光反射至第二透光孔1213，使倍频激光进入到散热件132的第二腔体1323内后，由第二腔体1323内的第二吸光面1324吸收倍频激光，将倍频激光转化为热量散热出去。

需要说明的是，散热件132的第一腔体1321和第二腔体1323可以为同一个腔体，也可以为两个不同的腔体。同样地，第一吸光面1322和第二西光面可以为同一个吸光面，也可以为不同的吸光面。

另外，第二透光孔1213可以为容纳腔1210的内表面开设的通孔，也可以为壳体121的安装侧1211的一部分采用透光材质制成，只需使容纳腔1210内的激光能够穿过第二透光孔1213从壳体121的安装侧1211射出壳体121外侧即可。本申请实施例中，如图2所示，散热件132第一腔体1321和第二腔体1323为两个不同的腔体且相互连通。

如图6所示，激光发射组件110的输出端输出的基频激光中混合有泵浦激光，壳体121的容纳腔1210内还设有分光镜126，该分光镜126用于接收激光发射组件110的输出端输出的基频激光，并将混合在基频激光中的泵浦激光分出，而分离了泵浦激光后的基频激光通过第一反射镜130反射至倍频模块122的输入端，使倍频模块122将基频激光转化为倍频激光。在分光镜126的入光侧还设有聚焦透镜127，激光发射组件110的输出端输出的基频激光和泵浦激光通过聚焦透镜127聚焦于分光镜126。

在分光件123分出的残余基频激光的光路上还设有第一扩束凹面镜128，该第一该扩束凹面镜设于壳体121的容纳腔1210内，第一扩束凹面镜128用于增大残余基频激光的光斑，以减小残余基频激光进入第一腔体1321后对第一腔体1321内的第一吸光面1322造成的伤害。

在反射件125处于反射位置时反射的倍频激光的光路上还设有第二扩束凹面镜129，该第二扩束凹面镜129设于壳体121的容纳腔1210内，第二扩束凹面镜129用于增大反射件125反射的倍频激光的光斑，以减小倍频激光进入第二腔体1323后对第二腔体1323内的第二吸光面1324造成的伤害。

在反射件125处于避让位置时的倍频激光的光路上还设有第二反射镜131，在第二反射镜131的反射光路上还设有准直透镜134，该第二反射镜131用于将倍频激光反射至准直透镜134，通过准直透镜134对倍频激光进行准直后从激光倍频组件120的输出端射出。

下面对激光倍频组件120的具体光路进行说明。

如图6所示，激光发射组件110的输出端输出的1064nm基频激光和976nm泵浦激光经聚焦透镜127聚焦后射至分光镜126，分光镜126的反射面将1064nm基频激光全反射至第一反射镜130，976nm泵浦激光从分光镜126的投射面射出并进入到吸光桶(图中未示出)内，以实现对1064nm基频激光中的976nm泵浦激光的剥离。976nm泵浦激光的光斑直径大，功率较低，一般40-50W左右。吸光桶材质为黄铜或紫铜，采用自然冷却方式。

第一反射镜130将1064nm基频激光反射至倍频模块122的输入端，通过倍频模块122中的高温二倍频晶体将1064nm基频激光转换为532nm的倍频激光，其中，532nm的倍频激光中混合有部分激光未被转化的1064nm残余基频激光。

532nm的倍频激光和1064nm残余基频激光从倍频模块122的输出端射向分光件123的入光面，分光件123的入光面将532nm的倍频激光进行全反射，1064nm残余基频激光从分光件123的入光面进入分光件123并从分光件123的出光面射出，经第一扩束凹面镜128增大1064nm残余基频激光的光斑后通过第一透光孔1212进入到第一腔体1321内。

在对激光器100进行校准时，通过驱动件124驱动反射件125移动至反射位置，反射件125将532nm的倍频激光反射至第二扩束凹面镜129，经第一扩束凹面镜128增大532nm的倍频激光的光斑后通过第二透光孔1213进入到第二腔体1323内。

在激光器100正常使用时，通过驱动件124驱动反射件125移动至避让位置，第二反射镜131将532nm的倍频激光反射至准直透镜134，通过准直透镜134对532nm的倍频激光进行准直后从激光倍频组件120的输出端射出。

在一些实施例中，如图4所示，散热件132内设有第一散热流道1325。由此，可以通过使冷却介质在第一散热流道1325内流动，以带走散热件132的热量，提高散热件132的散热效果。其中，冷却介质包括水、冷媒等能够对散热件132进行冷却的气体或液体，此处不作限制。

其中，至少部分第一散热流道1325位于第一腔体背离壳体121的一侧。由此，第一散热流道1325更加靠近散热件132中产生热量的部位，从而进一步提高对散热件132的散热效果。

在一些实施例中，壳体121内设有第二散热流道(图中未示出)。第二散热流道用于对壳体121内的发热部件进行散热。壳体121内的发热部件包括二倍频高温炉、吸光桶等等，此处不作限制。

其中，如图2和图4所示，第一散热流道1325包括第一入口1326和第一出口1327。第二散热流道包括第二入口1215和第二出口1216。第二散热流道的第二出口1216与第一散热流道1325的第一入口1326连通。冷却介质先经过第二散热流道后再流经第一散热流道1325。由此，激光倍频组件120的整个散热流道为一个单向流道，有助于增加冷却介质的流速，提高散热效率。同时，也减少了流道接头的使用，降低冷却介质发生泄漏的风险。

在一些实施例中，第一散热流道1325的第一入口1326位于散热件132朝向壳体121的一侧，第二散热流道的第二出口1216位于壳体121的安装侧1211，第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216连通。可以理解的是，通过使第一散热流道1325的第一入口1326位于散热件132朝向壳体121的一侧，第二散热流道的第二出口1216位于壳体121的安装侧1211，当将散热件132安装于壳体121的安装侧1211时，能够很方便的将第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216连通。

具体地，如图4所示，第一散热流道1325包括相互交叉并连通的第一流道1328和第二流道1329，第一流道1328位于第一腔体1321背离壳体121的一侧并沿第一腔体1321和第二腔体1323的分布方向延伸，第二流道1329位于第二腔体1323背离壳体121的一侧，第一散热流道1325的第一出口1327位于第一流道1328远离第二流道1329的一端。

可以理解的是，当激光器100长时间工作时，散热件132的第一腔体1321的第一吸光面1322吸收的残余基频激光比较多，因此，散热件132靠近第一腔体1321的部分产生的热量较多。而散热件132的第二腔体1323的第二吸光面1324只是短暂的吸收倍频激光，散热件132靠近第二腔体1323的部分产生的热量相对较少。

因此，通过使第一散热流道1325的第一流道1328位于第一腔体1321背离壳体121的一侧并沿第一腔体1321和第二腔体1323的分布方向延伸，使第一散热流道1325的第二流道1329位于第二腔体1323背离壳体121的一侧，并使第一散热流道1325的第一出口1327位于第一流道1328远离第二流道1329的一端。冷却介质会先流经第二流道1329及第一流道1328靠近第二流道1329的部分，以快速对散热件132靠近第二腔体1323的部分进行散热，之后，冷却介质会流经第二流道1329靠近第一散热流道1325出口的部分，以对散热件132靠近第一腔体1321的部分进行散热，使冷却介质流经第一散热流道1325时对散热件132具有更好的散热效果。

在一些实施例中，第二流道1329的内表面和第一吸光面1322之间的最小距离小于或等于5mm，以使第二流道1329更加靠近第一吸光面1322，从而使第二流道1329内的冷却介质更加快速的带动第一吸光面1322附近的热量。

在一些实施例中，第一流道1328的内表面和第一吸光面1322和/或第二吸光面1324之间的最小距离小于或等于5mm，以使第一流道1328更加靠近第一吸光面1322和/或第二吸光面1324，从而使第一流道1328内的冷却介质更加快速的带动第一吸光面1322和/或第二吸光面1324附近的热量。

继续参照图4，第一散热流道1325还包括与第二流道1329相互交叉并连通的第三流道1330，第三流道1330自第二流道1329延伸至散热件132朝向壳体121的一侧表面，第一散热流道1325的第一入口1326位于第三流道1330远离第二流道1329的一端。由此，当将散热件132安装于壳体121的安装侧1211时，能够很方便的将第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216连通。

本申请实施例中，可以通过钻孔工具在散热件132的表面钻设第一流道1328、第二流道1329和第三流道1330，然后通过堵头140对第二流道1329远离第三流道1330一侧的开口进行封堵，以降低散热件132内第一散热流道1325的加工成本。

如图2和图3所示，散热件132朝向壳体121一侧的表面凸设有第一插接凸起1331，第一散热流道1325的第一入口1326位于第一插接凸起1331沿凸出方向的端面，壳体121的安装侧1211开设有第一插接槽1214，第二散热流道的第二出口1216开设于第一插接槽1214的底面，第一插接凸起1331插入第一插接槽1214，以使第一散热流道1325的第一入口1326和第二散热流道的第二出口1216连通。

由此，当将散热件132安装于壳体121的安装侧1211时，散热件132的第一插接凸起1331插入到壳体121的第一插接槽1214内，即可使第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216连通，操作非常方便。

在第一插接凸起1331的端面与第一插接槽1214的底面之间设有第一密封圈(图中未示出)，该第一密封圈环绕第一散热流道1325的第一入口1326设置。由此，能够通过第一密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处进行密封，防止冷却介质从第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处泄漏。

其中，第一插接凸起1331的端面设有第一安装槽1332，该第一安装槽1332环绕第一散热流道1325的第一入口1326设置，第一密封圈安装于第一安装槽1332，以使第一密封圈的位置更加稳定，从而提高第一密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

在散热件132朝向壳体121的一侧表面与壳体121的安装侧1211的表面之间设有第二密封圈(图中未示出)，该第二密封圈环绕第一插接凸起1331设置。由此，能够通过第二密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处进行密封，防止冷却介质从第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处泄漏。

其中，散热件132朝向壳体121的一侧表面设有第二安装槽1333，第二安装槽1333环绕第一插接凸起1331设置，第二密封圈安装于第二安装槽1333，以使第二密封圈的位置更加稳定，从而提高第二密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

需要说明的是，可以同时设置第一密封圈和第二密封圈，也可以仅设置第一密封圈和第二密封圈中的一个，当然，前者能够进一步提高对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

在其他实施例中，散热件132朝向壳体121一侧的表面开设有第二插接槽，第一散热流道1325的第一入口1326开设于第二插接槽的底面，壳体121的安装侧1211凸设有第二插接凸起，第二散热流道的第二出口1216开设于第二插接凸起沿凸出方向的端面，第二插接凸起插入第二插接槽，以使第一散热流道1325的第一入口1326和第二散热流道的第二出口1216连通。由此，当将散热件132安装于壳体121的安装侧1211时，壳体121的第二插接凸起插入到散热件132的第二插接槽内，即可使第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216连通，操作非常方便。

在第二插接凸起的端面与第二插接槽的底面之间设有第三密封圈，第三密封圈环绕第二散热流道的第二出口1216设置。由此，能够通过第三密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处进行密封，防止冷却介质从第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处泄漏。

其中，第二插接凸起的端面设有第三安装槽，第三安装槽环绕第二散热流道的第二出口1216设置，第三密封圈安装于第三安装槽，以使第三密封圈的位置更加稳定，从而提高第三密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

在壳体121的安装侧1211的表面与散热件132朝向壳体121的一侧表面之间设有第四密封圈，第四密封圈环绕第二插接凸起设置。由此，能够通过第四密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处进行密封，防止冷却介质从第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处泄漏。

其中，壳体121的安装侧1211的表面设有第四安装槽，第四安装槽环绕第二插接凸起设置，第四密封圈安装于第四安装槽，以使第四密封圈的位置更加稳定，从而提高第四密封圈对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

需要说明的是，可以同时设置第三密封圈和第四密封圈，也可以仅设置第三密封圈和第四密封圈中的一个，当然，前者能够进一步提高对第一散热流道1325的第一入口1326与第二散热流道的第二出口1216的连接处的密封效果。

在一些实施例中，激光倍频组件120还包括隔热件(图中未示出)，该隔热件设于散热件132和壳体121之间。由此，能够减少从散热件132传递至壳体121的热量，进一步提高壳体121的容纳腔1210内的环境温度稳定性。

其中，隔热件呈板状设置，隔热件包括相对设置的第一板面和第二板面，隔热件的第一板面和散热件132连接，隔热件的第二板面和壳体121连接。隔热件的材质包括工程塑料特氟龙。

本申请实施例中，激光倍频组件120的吸光桶材料采用黄铜或紫铜。其中黄铜牌号使用H59、H90等。紫铜牌号使用T1、T2和T3等。力学性能参考GB/T523-2001，具有良好的力学性和散热性，热态下塑性好，切屑性好，耐蚀性好。激光倍频组件120的壳体121和散热件132均采用铝合金，牌号可选5052、6061、7075，具体力学性能要求参照GB/T 3190-2008的规定。本文试验条件选用的吸光桶材料为黄铜H59，壳体121和散热件132的材质为铝合金6061。976nm泵浦光功率设置为50瓦，倍频模块122未完全转化的1064nm激光设置为100瓦，第二散热流道设置的进水口水温为25℃，水流速为6L/min。

图7为第一视角的激光倍频组件基于有限元的热仿真图。图8为第二视角的激光倍频组件基于有限元的热仿真图。通过仿真模拟可知，壳体121的整体温度为25℃-28℃，其中大部分为25℃左右，对环境温度要求较高的倍频模块122的温度为25℃左右。

图9为散热件仿真温度分布图。图10为吸光桶仿真温度分布图。如图9所示，散热件132的最大温度在83℃左右。如图10所示，侧面吸光桶温度为36℃左右。

图11为第一散热流道和第二散热流道的流速分布图。图12为第一散热流道和第二散热流道的温度分布图。从图11和图12可以看出，第一散热流道1325和第二散热流道的流速和温度分布均匀，在冷却介质从第一散热流道1325进入第二散热流道时，冷却介质的流速显著提高，更有助于热量的散出。

从仿真实验可以看出，本申请实施例提供的激光倍频组件120能够有效的解决残余基频激光的吸收，保证激光倍频组件120的壳体121的容纳腔1210内的热稳定性和热平衡性，进而保证激光器100功率的稳定性。

本申请实施例还提出一种激光器，该激光器包括激光倍频组件，该激光倍频组件的具体结构参照上述实施例，由于本激光器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，激光器100包括激光发射组件110和激光倍频组件120，激光发射组件110用于发射基频激光。激光倍频组件120为如上所述的激光倍频组件120，激光倍频组件120的倍频模块122的输入端与激光发射组件110的输出端光路连通。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种激光倍频组件及激光器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种激光倍频组件，其特征在于，所述激光倍频组件包括：

壳体，具有容纳腔，所述壳体的安装侧设有与所述容纳腔光路连通的第一透光孔；

倍频模块，设于所述容纳腔内，所述倍频模块的输入端用于与激光发射组件的输出端光路连通，所述倍频模块用于接收所述激光发射组件发射的基频激光，并转化所述基频激光的频率；

分光件，设于所述容纳腔内并位于所述倍频模块的输出端的光路上，所述分光件用于将所述倍频模块输出的激光分为倍频激光和射向所述第一透光孔的残余基频激光；

散热件，设于所述壳体的安装侧，所述散热件朝向所述壳体的一侧设有与所述第一透光孔光路连通的第一腔体，所述第一腔体的至少部分内表面为第一吸光面，所述第一吸光面用于吸收所述残余基频激光。

2.如权利要求1所述的激光倍频组件，其特征在于，所述散热件内设有第一散热流道；至少部分所述第一散热流道位于所述第一腔体背离所述壳体的一侧。

3.如权利要求2所述的激光倍频组件，其特征在于，所述壳体内设有第二散热流道；所述第一散热流道包括第一入口和第一出口，所述第二散热流道包括第二入口和第二出口，所述第二出口与所述第一入口连通。

4.如权利要求2所述的激光倍频组件，其特征在于，所述壳体的安装侧还设有与所述容纳腔光路连通的第二透光孔；所述容纳腔内还活动安装有反射件，所述反射件具有反射位置和避让位置，所述反射件处于所述反射位置时位于所述倍频激光的光路上并用于将所述倍频激光反射至所述第二透光孔，所述反射件处于所述避让位置时避让所述倍频激光；

所述散热件朝向所述壳体的一侧设有与所述第二透光孔光路连通的第二腔体，所述第二腔体的至少部分内表面为第二吸光面，所述第二吸光面用于吸收所述倍频激光。

5.如权利要求4所述的激光倍频组件，其特征在于，所述第一散热流道包括相互交叉并连通的第一流道和第二流道，所述第一流道位于所述第一腔体背离所述壳体的一侧并沿所述第一腔体和所述第二腔体的分布方向延伸，所述第二流道位于所述第二腔体背离所述壳体的一侧，所述第一散热流道包括第一入口和第一出口，所述第一出口位于所述第一流道远离所述第二流道的一端；

所述第一散热流道还包括与所述第二流道相互交叉并连通的第三流道，所述第三流道自所述第二流道延伸至所述散热件朝向所述壳体的一侧表面，所述第一入口位于所述第三流道远离所述第二流道的一端。

6.如权利要求3所述的激光倍频组件，其特征在于，所述散热件朝向所述壳体一侧的表面凸设有第一插接凸起，所述第一入口位于所述第一插接凸起沿凸出方向的端面，所述壳体的安装侧开设有第一插接槽，所述第二出口开设于所述第一插接槽的底面，所述第一插接凸起插入所述第一插接槽，以使所述第一入口和所述第二出口连通；或者，

所述散热件朝向所述壳体一侧的表面开设有第二插接槽，所述第一入口开设于所述第二插接槽的底面，所述壳体的安装侧凸设有第二插接凸起，所述第二出口开设于所述第二插接凸起沿凸出方向的端面，所述第二插接凸起插入所述第二插接槽，以使所述第一入口和所述第二出口连通。

7.如权利要求6所述的激光倍频组件，其特征在于，所述第一插接凸起的端面与所述第一插接槽的底面之间设有第一密封圈，所述第一密封圈环绕所述第一入口设置；所述散热件朝向所述壳体的一侧表面与所述壳体的安装侧的表面之间设有第二密封圈，所述第二密封圈环绕所述第一插接凸起设置；或者，

所述第二插接凸起的端面与所述第二插接槽的底面之间设有第三密封圈，所述第三密封圈环绕所述第二出口设置，所述壳体的安装侧的表面与所述散热件朝向所述壳体的一侧表面之间设有第四密封圈，所述第四密封圈环绕所述第二插接凸起设置。

8.如权利要求7所述的激光倍频组件，其特征在于，所述第一插接凸起的端面设有第一安装槽，所述第一安装槽环绕所述第一入口设置，所述第一密封圈安装于所述第一安装槽；所述散热件朝向所述壳体的一侧表面设有第二安装槽，所述第二安装槽环绕所述第一插接凸起设置，所述第二密封圈安装于所述第二安装槽；或者，

所述第二插接凸起的端面设有第三安装槽，所述第三安装槽环绕所述第二出口设置，所述第三密封圈安装于所述第三安装槽，所述壳体的安装侧的表面设有第四安装槽，所述第四安装槽环绕所述第二插接凸起设置，所述第四密封圈安装于所述第四安装槽。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的激光倍频组件，其特征在于，所述激光倍频组件还包括隔热件，所述隔热件设于所述散热件和所述壳体之间。

10.一种激光器，其特征在于，所述激光器包括：

激光发射组件，用于发射基频激光；

激光倍频组件，所述激光倍频组件为权利要求1至9中任意一项所述的激光倍频组件，所述激光倍频组件的倍频模块的输入端与激光发射组件的输出端光路连通。