LT6921B - Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti - Google Patents
Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti Download PDFInfo
- Publication number
- LT6921B LT6921B LT2020563A LT2020563A LT6921B LT 6921 B LT6921 B LT 6921B LT 2020563 A LT2020563 A LT 2020563A LT 2020563 A LT2020563 A LT 2020563A LT 6921 B LT6921 B LT 6921B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- base plate
- laser
- laser base
- heat transfer
- transfer means
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 103
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 84
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000010963 304 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0405—Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/008—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/025—Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Išradimas priklauso lazerinių technologijų sričiai, konkrečiau būdams ir įrenginiams, skirtiems lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti, kai prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami optinių komponentų laikikliai, o lazerio pagrindo plokštė apima šilumos perdavimo priemonę. Siekiant padidinti lazerio pagrindo plokštės atsparumą lokaliems temperatūros skirtumams, užtikrinant stabilias optinių komponentų tarpusavio padėtis ir atitinkamai optinių kelių kryptingumą, medžiaga, iš kurios gamina lazerio pagrindo plokštę ir optinių komponentų laikiklius, yra nurūdijantis plienas. Šilumos perdavimo priemonės, yra įtaisytos lazerio pagrindo plokštėje ir turi žymiai didesnį šiluminį laidumą nei nerūdijantis plienas, o jų temperatūrinio plėtimosi koeficientas yra artimas nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientui. Optinių komponentų laikiklius prie minėtos lazerio pagrindo plokštės tvirtina ir paderina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Description
Technikos sritis
Išradimas priklauso lazerinių technologijų sričiai, konkrečiau būdams ir įrenginiams, skirtiems lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti.
Technikos lygis
Dažniausiai lazerio pagrindo plokštė arba lazerio korpusas ir optinių komponentų laikikliai yra gaminami iš aliuminio lydinių, nes aliuminis pasižymi geru šilumos laidumu (apytiksliai 230 W/K/m), yra lengvai apdorojamas mechaniškai, pasižymi tvirtumu ir mažu svoriu, be to aliuminis yra palyginti nebrangus metalas. Tačiau aliuminis turi ir trūkumų, aliuminio detalės yra linkusios išsikraipyti dėl liktinių įtempimų atsiradusių po mechaninio apdorojimo ir dėl natūralaus senėjimo, dėl to yra sudėtinga užtikrinti nekintančias lazerio optinių komponentų tarpusavio padėtis bei išlaikyti stabilų optinių kelių kryptingumą, be to aliuminio suvirinimas yra sudėtingas procesas ir optomechaniniai mazgai, pavyzdžiui veidrodžių, lęšių, šviesos pluošto daliklių, poliarizatorių, ir t. t. laikikliai, prie lazerio pagrindo plokštės dažniausiai yra tvirtinami varžtais arba klijuojami, dėl to atsiranda nepageidaujami įtempimai dėl kurių taip pat gali išsiderinti opinių komponentų tarpusavio padėtys ir šis tvirtinimo būdas nėra labai tinkamas. Taip pat siekiant užtikrinti nekintančias optinių komponentų tarpusavio padėtis bei stabilų optinių kelių kryptingumą, kintant lazerio temperatūrai ir susidarant temperatūros gradientams, lazerio pagrindo plokštė ir optinių komponentų laikikliai yra gaminami iš itin mažo temperatūrinio plėtimosi savybę turinčių lydinių, tokių kaip invaras arba kovaras. Taip yra bandymų lazerio pagrindo plokštes gaminti iš S1O2 (silicio dioksido).
Yra žinomas nuo temperatūros pokyčių silpnai priklausantis stabilizuotas lazerinis įrenginys kurį sudaro lazerinė terpė, rezonatoriaus ir rezonatorių palaikantis korpusas pagamintas iš S1O2 arba invaro, kurių temperatūrinis plėtimosi koeficientas yra itin mažas. Žinomas lazerinis įrenginys aprašytas Japonijos patento paraiškoje JPS5645091 (A), 1981.
Žinomo lazerinio įrenginio trūkumas yra tas, kad iš invaro ir S1O2 technologiškai yra sudėtinga pagaminti didesnių matmenų lazerio pagrindą ir prie jo privirinti optomechaninius mazgus. Be to, S1O2 bei invaras yra sąlyginai blogi šilumos laidininkai ir netinkami šilumos nuvedimu nuo šylančių lazerio komponentų. Taip pat S1O2 ir invaras, lyginant su aliuminio lydiniais arba nerūdijančiu plienu, yra brangios medžiagos.
Yra žinomas lazerio rezonatorius, kurio įvadinis ir išvadinis veidrodžiai sumontuoti ant pagrindo sudaryto iš invaro lydinio, o tarp veidrodžių yra išdėstyti lazerinis kristalas ir netiesiniai optiniai kristalai, tarp netiesinio optinio kristalo ir pagrindo yra sumontuotas šilumokaitis palaikantis numatytą netiesinio optinio kristalo temperatūrą. Žinomas lazerio rezonatorius aprašytas Japonijos patento paraiškoje JPH0895104 (A), 1996.
Žinomo įrenginio trūkumas yra tas, kad invaro lydinys iš kurio pagamintas įrenginio pagrindas, yra blogas šilumos laidininkas lyginant su aliuminiu ir nėra tinkamas šilumos nuvedimui nuo intensyviai šylančių lazerio elementų. Be to, invaro lydiniai lyginant su aliuminio lydiniais arba nerūdijančiu plienu, yra brangūs.
Yra žinomas diodiniu lazeriu arba diodinių lazerių masyvu iš galo kaupinamas kietojo kūno lazeris kurio komponentai yra sumontuoti ant mažo temperatūrinio plėtimosi pagrindo plokštės kuri yra temperatūriškai stabilizuota termoelektriniu aušintuvu. Lazeris apima radiatorių (heat sink), termoelektrinį aušintuvą sumontuotą ant radiatoriaus, pagrindo plokštę primontuotą ant termoelektrinio aušintuvo, o ant pagrindo plokštės sumontuoti diodiniai lazeriai ir optiniai elementai. Optinė sistema yra suderinta veikti esant tam tikrai temperatūrai kuriai esant diodinio lazerio bangos ilgis yra suderintas su aktyvios terpės sugerties juosta. Termistorius matuoja pagrindo plokštės temperatūrą ir derinant termoelektrinio aušintuvo srovę yra palaikoma pastovi darbinė pagrindo plokštės temperatūra nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros. Žinomas lazeris aprašytas JAV patento paraiškoje US5181214 (A), 1993.
Žinomo lazerio trūkumas yra tas, kad šio būdo pritaikymas didelių matmenų lazerio pagrindo plokštės temperatūros stabilizavimui yra sudėtingas ir brangus, reikia didelio kiekio termoelektrinių aušintuvų ir daug elektros energijos termoelektrinių komponentų maitinimui ir dėl termoelektriniuose aušintuvuose išsiskiriančio didelio šilumos kiekio turi būti numatytos papildomos priemonės šilumos nuvedimui. Be to, vertikale kryptimi, pradedant nuo pagrindo viršaus iki apačios prie kurios primontuotas termoelektrinis aušintuvas, susidaro dideli temperatūros gradientai ir dėl to pagrindo plokštė gali išsiriesti, ypač jei pagrindo plokštės temperatūrinis plėtimosi koeficientas nėra nykstamai mažas.
Yra žinomas optinių komponentų tvirtinimo prie optinio stendo būdas ir įrenginys, kuriame optinis komponentas montuojamas ant optinio laikiklio vertikalios dalies, o vertikali laikiklio dalis pritvirtinta prie laikiklio pagrindo plokštės. Laikiklio pagrindo plokštėje yra kaitintuvas, pavyzdžiui, varžinis kaitintuvas, kuris naudojamas lituoti pagrindinę laikiklio plokštę prie optinio stendo. Norit perstatyti optinio komponento tvirtinimo laikiklį, kai jis jau yra prilituotas prie optinio stendo, kaitintuvas įjungiamas kol ištirpsta lydmetalis, tada laikiklio padėtis pakeičiama ir šildytuvas išjungiamas. Žinomas optinių komponentų tvirtinimo prie optinio stendo būdas ir įrenginys aprašytas JAV patente US6292499 (B1), 2001.
Žinomo būdo ir įrenginio trūkumas yra tas, kad optinių komponentų tvirtinimo laikikliai derinami įkaitinus ir išlydžius lydmetalį, dėl to temperatūriškai paveikiama didelė optinio stendo zona, taip pat įkaista laikiklis, o atvėsus ir suketėjus lydmetaliui, optinių komponentų padėtis gali pasikeisti dėl temperatūros kitimo ir susidarančių įtempimų. Be to, lydmetalio virsmo iš skystos į kietą agregatinę būseną metu gali pasikeisti optinių komponentų padėtis ir atitinkamai pasikeisti optinių kelių kryptis.
Yra žinomas šilumos valdymo įrenginys ir būdas plono disko lazerinei sistemai, leidžiančiai pasiekti beveik izoterminę temperatūrą per visą plono disko lazerinį kristalą arba keramiką pasitelkiant mechaniškai valdomu osciliuojančiu šilumos vamzdžiu, kurio efektyvus šilumos laidumas yra 10-20 000 W/m/K, plono disko lazerinio kristalo arba keramikos ir atraminės konstrukcijos šiluminio plėtimosi koeficientai yra suderinti. Žinomas šilumos valdymo įrenginys ir būdas plono disko lazerinei sistemai aprašytas tarptautinėje patento paraiškoje WO2011091381A2, 2011.
Žinomo būdo ir įrenginio trūkumas yra tas, kad nors ir išsprendžiama didelės galios plono disko lazerinio kristalo arba keramikos tvirtinio problema, eliminuojant temperatūros gradientus ir atitinkamai eliminuojant plono disko deformavimą, tačiau neišsprendžia optinių komponentų tvirtinimo prie lazerio pagrindo plokštės ir optinių komponentų tarpusio padėties stabilizavimo problemos.
Yra žinoma optinio stendo aušinimo skysčiu sistema ir metodas, užtikrinantis optinio stendo šiluminį stabilumą. Optinis stendas aušinamas skysčiu cirkuliuojančiu kanalų tinkle esančiame optiniame stende, taip pat optinis stendas gali būti atšaldytas šalta plokštele, o kai kuriais atvejais skysčiu papildomai yra aušinami optiniai komponentai kuriuose išsiskiria didelis šilumos kiekis. Tokiu būdu tinkamai valdant skysčio srautus kanalų tinkle yra užtikrinamas optinio stendo aušinimas ir tolygus temperatūros pasiskirstymas. Žinoma optinio stendo aušinimo skysčiu sistema ir būdas aprašytas JAV patento paraiškoje US2020161825(A1).
Žinomos sistemos ir būdo optinio stendo temperatūros stabilizavimui pratekančiu skysčiu trūkumas yra tas, kad aušinimui yra naudojamas skystis ir būtina imtis specialių sandarinimo priemonių, kad sistemoje neprasisunktų skystis. Be to, aušinimui ir temperatūros stabilizavimui reikalingas čileris skysčio atvėsinimui ir pumpavimui. Taip pat optinio stendo aušinimui skysčiu reikalinga papildoma priežiūra ir aptarnavimas, o tai yra papildomos išlaidos ir laiko sąnaudos.
Sprendžiama techninė problema
Išradimu siekiama padidinti lazerio pagrindo plokštės atsparumą lokaliems temperatūros skirtumams, užtikrinant stabilias optinių komponentų tarpusavio padėtis ir atitinkamai optinių kelių kryptingumą, nuslopinti lazerio pagrindo plokštėje susidarančius temperatūros gradientus dėl lazerio komponentų skleidžiamos šilumos ir atitinkamai sumažinti susidarančius lazerio pagrindo plokštės išsiraitymus, sutrumpinti lazerio apšilimo trukmę įjungus lazerį, užtikrinti lazerio pagrindo plokštės ir optinių komponentų laikiklių atsparumą natūraliam senėjimui, padidinant lazerio patikimumą ir tarnavimo trukmę, taip pat supaprastinti lazerio mechaninės dalies konstrukciją, sumažinti lazerio gamybos kaštus, supaprastinti lazerio surinkimo bei derinimo procedūras ir pritaikyti lazerį masinei gamybai.
Išradimo esmės atskleidimas
Uždavinio sprendimo esmė pagal pasiūlytą išradimą yra ta, kad būde, skirtame lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti, kur prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami lazerio optinių komponentų laikikliai, apimančiame medžiagos parinkimą, iš kurios bus gaminami lazerio pagrindo plokštė ir optinių komponentų laikikliai, lazerio pagrindo plokštės aprūpinimą temperatūros homogenizavimo priemone, optinių komponentų laikiklių tvirtinimą prie lazerio pagrindo plokštės ir jų galutinį paderinimą, medžiaga, kurią parenka lazerio pagrindo plokštei ir optinių komponentų laikikliams gaminti, yra nurūdijantis plienas, temperatūros homogenizavimo priemonė yra bent viena pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė, įterpta į lazerio pagrindo plokštę, šilumos perdavimo priemonę parenka taip, kad ji turėtų žymiai, geriau ne mažiau kaip dešimt kartų, didesnį šiluminį laidumą nei nerūdijantis plienas, o jų temperatūrinio plėtimosi koeficientas būtų artimas nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientui, optinių komponentų laikiklius prie minėtos lazerio pagrindo plokštės tvirtina ir paderina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Šilumos perdavimo, priemonė yra pagaminta iš metalo, turinčio gerą šiluminį laidumą, geriau vario, dar geriau iš gryno vario.
Pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė, kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę, yra pasirinkto skersmens ir ilgio strypas(ai).
Pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė, kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę, yra pasirinkto skersmens ir ilgio šilumos vamzdis(džiai).
Šilumos perdavimo strypus arba šilumos vamzdžius išdėsto viena arba keliomis skirtingomis kryptimis atžvilgiu lazerio pagrindo plokštės.
Optinių komponentų laikikliai yra monolitiniai ir prieš pritvirtinimą prie lazerio pagrindo plokštės laikiklius derina lazerio pagrindo plokštės plokštumoje pagal dvi ortogonalias slenkamas koordinates ir vieną sukamą koordinatę, po to pritvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą, o pritvirtinus atlieka galutinį paderinimą naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Optinių komponentų laikikliai yra sudėtiniai, sudaryti iš dviejų monolitinių blokų, kuriuos surenka ir derina vienas kito atžvilgiu plokštumoje, statmenoje lazerio pagrindo plokštumai, ir tvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą, o surinktą laikiklį derina lazerio pagrindo plokštės plokštumoje ir tvirtina prie lazerio pagrindo plokštės naudojant lazerinį taškinį suvirinimą, arba pirma prie lazerio pagrindo plokštės derina ir tvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą apatinį bloką, o po to prie bloko derina ir tvirtina viršutinį bloką, naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Privalumų turintis konstrukcinis išradimo išpildymas yra įrenginys, skirtas lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti, kur prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami lazerio optinių komponentų laikikliai, apimantis lazerio pagrindo plokštės temperatūros homogenizavimo priemonę, kuriame lazerio pagrindo plokštė ir optinių komponentų laikikliai yra pagaminti iš nerūdijančio plieno, o lazerio pagrindo plokštės temperatūros homogenizavimo priemonė yra pailgo pavidalo, bent viena šilumos perdavimo priemonė, įterpta į lazerio pagrindo plokštę, kur šilumos perdavimo priemonės šiluminis laidumas yra žymiai, geriau ne mažiau kaip dešimt kartų, didesnis už nerūdijančio plieno šiluminį laidumą, o jos temperatūrinio plėtimosi koeficientas yra artimas nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientui, kur optinių komponentų laikikliai prie lazerio pagrindo plokštės pritvirtinti bei galutinai priderinti, naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Šilumos perdavimo, priemonė yra pagaminta iš metalo, turinčio gerą šiluminį laidumą, geriau vario, dar geriau iš gryno vario.
Pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė, kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę, yra pasirinkto skersmens ir ilgio strypas(ai).
Pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė, kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę, yra pasirinkto skersmens ir ilgio šilumos vamzdis(džai).
Šilumos perdavimo priemonės išdėstytos viena arba keliomis skirtingomis kryptimis atžvilgiu lazerio pagrindo plokštės.
Šilumos perdavimo priemonės yra įterptos j lazerio pagrindo plokštėje suformuotas ertmes, išdėstytas viena kryptimi su vienodais tarpais viena nuo kitos.
Šilumos perdavimo priemonės yra įterptos į lazerio pagrindo plokštėje suformuotas ertmes, išdėstytas tarpusavyje nesusikertant skirtingomis kryptimis, pasirinktinai pagal lazerio pagrindo plokštės plotį ir (arba) ilgį ir (arba) aukštį.
Šilumos perdavimo priemonių galai lazerio pagrindo plokštės išorėje yra sujungti atitinkamai papildomomis šilumos perdavimo priemonėmis.
Lazerio pagrindo plokštės išorėje prie jos šonų bei prie šilumos perdavimo priemonių yra pritvirtinti radiatoriai perteklinės šilumos nuvedimui.
Optinių komponentų laikikliai turi įterptas strypo formos šilumos perdavimo priemones.
Lazerio pagrindo plokštėje, perteklinės šilumos nuvedimui, yra papildomai suformuoti pasirinktos formos ir krypties kanalai, kuriuose teka aušinimo skystis, geriau vanduo.
Lazerio pagrindo plokštė ir laikikliai yra pagaminti iš AISI 304 markės nerūdijančio plieno.
Išradimo naudingumas
Pasiūlyto išradimo privalumas yra tas, kad lazerio pagrindo plokštė ir optinių komponentų laikikliai yra pagaminti iš nerūdijančio plieno, turinčio puikias mechanines savybes, bet prastą šiluminį laidumą, dėl to lazerio pagrindo plokštėje yra įterptos šilumos perdavimo priemonės, kurios ženkliai pagerina lazerio pagrindo plokštės šiluminį laidumą bei sumažina temperatūros gradientus lazerio pagrindo plokštėje, susidarančius dėl kai kurių optinių komponentų skleidžiamos šilumos, pavyzdžiui, lazerio stiprinimo terpės, dėl to ženkliai sumažėja lazerio pagrindo plokštės deformacijos ir atitinkamai sumažėja optinių komponentų tarpusavio padėčių išsiderinimas bei optinių kelių kryptingumo išsiderinimas.
Nerūdijantis plienas turi puikias mechaninio apdirbimo savybes, gali būti frezuojamas, tekinamas yra lengvai suvirinamas elektros lanku ir lazeriu, pasižymi mažomis liktinėmis deformacijomis po mechaninio apdorojimo, pasižymi dideliu atsparumu korozijai, pasižymi atsparumu natūraliam senėjimui, ir dėl minėtų savybių net po daugelio metų neišsikraipo lazerio pagrindo plokštė, neišsiderina optinių komponentų laikikliai, neišsiderina lazeris ir nepakinta lazerio parametrai. Tačiau nerūdijantis plienas turi pakankamai mažą šiluminį laidumą (15-18 W/K/m) lyginant su aliuminiu (236 W/m/K) ir išradimu siekiant pagerinti lazerio pagrindo plokštės, pagamintos iš nerūdijančio plieno, šiluminį laidumą, yra numatytos šilumos perdavimo priemonės efektyviai pagerinančios lazerio pagrindo plokštes šiluminį laidumą, kurios išdėstytos lazerio pagrindo plokštėje, pageidautina simetriškai ir vienodais tarpais. Šilumos perdavimo priemonės gali būti variniai strypai įterpti lazerio pagrindo plokštėje suformuotose ertmėse. Varis pasižymi itin dideliu šiluminiu laidumu (400 W/K/m) ir pakankamai gerai suderintu šiluminiu plėtimosi koeficientu su nerūdijančio plieno šiluminio plėtimosi koeficientu. Lazerio pagrindo plokštės bendras-suminis šiluminis laidumas priklauso nuo varinių strypų užpildymo tankio nerūdijančio plieno lazerio pagrindo plokštėje. Pavyzdžiui, jei tolygiai išdėstytų varinių strypų tūris užima pusę lazerio pagrindo plokštės tūrio, tai tokios kompozicinės lazerio pagrindo plokštes šiluminis laidumas yra artimas aliuminio šiluminiam laidumui. Tokiu būdu pagerinus lazerio pagrindo plokštės bendrąjį šiluminį laidumą, lazerio pagrindo plokštės mechaninės savybės pakinta neženkliai ir yra tokios pat geros kaip ir nerūdijančio plieno.
Be to, dėl lazerio pagrindo plokštės pagerinto šiluminio laidumo, įterpiant šilumos perdavimo priemones, ženklai sutrumpėja lazerio apšilimo trukmė, daug greičiau nusistovi darbinė lazerio temperatūra po lazerio įjungimo.
Šilumos perdavimo priemonės nerūdijančio plieno lazerio pagrindo plokštėje gali būti išdėstytos ir orientuotos pasirinktinai bet kuria kryptimi, pavyzdžiui, skersai lazerio pagrindo plokštės, ir priklausomai nuo šilumos perdavimo priemonių orientavimo krypties, tokia pačia kryptimi bus geriausiai perduodama šiluma. Taip pat toje pačioje lazerio pagrindo plokštėje šilumos perdavimo priemonės gali būti orientuotos keliomis kryptimis, pavyzdžiui, orientuotos pagal lazerio pagrindo plokštės ilgį, ploti ir stori, tokiu atveju šilumos perdavimo priemonės sudaro dvimates arba trimates grotas.
Taip pat šilumos perdavimo priemonės gali būti metaliniai šilumos vamzdžiai (heat pipes), kuriose šilumos perdavimui panaudojamas skysčio fazinis virsmas, iš šiltesnės vamzdžio vietos šiluma perduodama išgarinant skystj ir garus kondensuojant šaltesnėje vamzdžio vietoje. Šilumos vamzdžių efektyvusis šiluminis laidumas gali siekti 100 kW/K/m, kai tuo tarpu vario šiluminis laidumas apytiksliai 0.4 kW/K/m .
Be to, siekiant pagerinti lazerio pagrindo plokštės šilumines savybes, šilumos perdavimo priemonių galai lazerio pagrindo plokštės išorėje gali būti papildomai sujungtos su papildomomis šilumos perdavimo priemonėmis, tokiu būdų tolygiau paskirstant temperatūrą.
Lazerio pagrindo plokštė aušinama prie lazerio pagrindo plokštės bei šilumos perdavimo priemonių pritvirtinant radiatorius (heat sinks), radiatoriai gali būti aušinami oru arba vandeniu. Tai pat siekiant pagerinti lazerio aušinimą, papildomai lazerio pagrindo plokštėje gali būti numatyti aušinimo kanalai pro kuriuos teka aušinimo skystis, pavyzdžiui, vanduo.
Kitas privalumas naudoti nerūdijantį plieną yra tas, kad optinių komponentų laikikliai, kurie taip pat pagaminti iš nerūdijančio plieno, prie lazerio pagrindo plokštės yra tvirtinami panaudojant lazerinį taškinį suvirinimą. Lazerinis taškinis suvirinimas pasižymi maža šiluminio poveikio zona, dėl to, suvirinimo metu, optinių komponentų laikikliai neišsiderina. Toks tvirtinimo metodas lyginant su tvirtinimu varžtais, klijavimu arba litavimu pažymi itin dideliu tikslumu, atsparumu temperatūros pokyčiams, pasižymi nykstamai mažais liekamaisiais įtempimais, dėl to yra užtikrinama stabili optinių komponentų tarpusavio padėtis bei stabilus optinių kelių kryptingumas kintant lazerio temperatūrai.
Be to, optinių komponentų laikikliai gali būti monolitiniai, pagaminti iš nerūdijančio plieno ir derinami lazerio pagrindo plokštės plokštumoje pagal dvi ortogonalias slenkamas koordinates ir vieną sukamą koordinatę. Taip pat optinių komponentų laikikliai gali būti sudėtiniai, sudaryti iš dviejų monolitiniu, statmenuose plokštumose derinamų blokų, optinių komponentų laikikliai prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami bei sudėtiniai optinių komponentų laikikliai surenkami naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Be to, siekiant dar labiau pagerinti šilumines savybes, į optinių komponentų laikiklius taip pat gali būtų įterptos šilumos pardavimo priemonės.
Be to, lazeriniu taškiniu suvirinimo būdu privirintus optinių komponentų laikiklius prie lazerio pagrindo plokštės galima labai tiksliai paderinti su tuo pačiu suvirinimo lazeriu, lazerio impulsus nukreipiant į atitinkamas suvirinimo, ar optinių komponentų laikiklių vietas.
Be to, optinių komponentų laikiklių tvirtinimas prie lazerio pagrindo plokštės naudojant lazerinį taškinį suvirinimą yra idealiai tinkamas automatizuotam lazerių surinkimui ir masinei gamybai.
Taip pat lazerinis taškinis suvirinimas yra technologiškai švarus optomechaninių mazgų tvirtinimo būdas lyginai su klijavimo, ar litavimo technologijomis.
Kitas privalumas yra tas, kad nerūdijantis plienas pasižymi ženkliai mažesniu garų išsiskyrimu (degassing) lyginant su aliuminio lydiniais, o tai ypač svarbu lazeriuose generuojant aukštesnes optines harmonikas UV srityje, iš lazerio pagrindo plokštės bei mechaninių mazgų išsiskiriantys garai, veikiant UV spinduliuotei, nusėda ant netiesinių kristalų paviršių ir blogina jų savybes kol galiausiai jie yra optiškai pažeidžiami.
Išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, kurie neapriboja išradimo apimties ir kuriuose pavaizduota:
Fig. 1 - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė su įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis, pateikta aksonometrinė projekcija su pusiau permatomu vaizdu.
Fig. 2a - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė su įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis, kurios lazerio pagrindo plokštės kraštuose yra sujungtos su kitomis šilumos perdavimo priemonėmis, pateikta aksonometrinė projekcija su pusiau permatomu vaizdu.
Fig. 2b - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė su įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis, kurios lazerio pagrindo plokštės kraštuose yra sujungtos su kitomis šilumos perdavimo priemonėmis, pateikta aksonometrinė projekcija, tačiau nepermatomu vaizdu.
Fig. 3 - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė su įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis ir prie kurios šonų primontuoti aušinimo radiatoriai, vaizdas iš viršaus.
Fig. 4 - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė kurioje visomis kryptimis, t.y. pagal ilgį, plotį ir aukštį yra įterptos šilumos perdavimo priemonės, pateikta aksonometrinė projekcija.
Fig. 5 - pavaizduota lazerio pagrindo plokštė kurioje kiaurai, Z ašies kryptimi, yra įterptos šilumos perdavimo priemonės ir šios šilumos perdavimo priemonės lazerio pagrindo plokštės apačioje yra tarpusavyje sujungtos su kitomis šilumos perdavimo priemonėmis, o X ašies kryptimi yra suformuoti aušinimo kanalai kuriais teka aušinimo skystis, vaizdas iš apačios.
Fig. 6 - pavaizduoti optinių komponentų laikikliai, vienas laikiklis monolitinis, kitas - sudėtinis ir kurie prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami naudojant lazerinį taškinį suvirinimą, pateikta aksonometrinė projekcija ir pavaizduotas tik fragmentas lazerio pagrindo plokštės.
Išradimo realizavimo pavyzdžiai
Būdas stabilizuoti optinių komponentų tarpusavio padėtis bei optinių kelių kryptingumą apima optinių komponentų laikiklių ir lazerio pagrindo plokštės medžiagos parinkimą, šiuo atvejų pasirinktas nerūdijantis plienas pasižymintis puikiomis mechaninėmis ir lazerinio taškinio suvirinimo savybėmis, o lazerio pagrindo plokštės šiluminis laidumas padidinamas ir tuo pačiu nuslopinami temperatūros gradientai įterpiant į lazerio pagrindo plokštę šilumos perdavimo priemones. Išradimas iš esmės įgalina lazerio pagrindo plokštę ir optinių komponentų laikiklius gaminti iš nerūdijančio plieno, užtikrinant šilumines savybes artimas ir netgi geresnes nei aliuminio lydinių, taip pat nerūdijančio plieno panaudojimas įgaliną pritvirtinti bei paderinti optinių komponentų laikiklius prie lazerio pagrindo plokštės, panaudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
Fig. 1 pavaizduota lazerio pagrindo plokštė 1 kurioje skersai, X ašies kryptimi, vienodais tarpais viena nuo kitos yra išdėstytos šilumos perdavimo priemonės 2 , dėl ko ženkliai padidėja bendras šilumos laidumas X kryptimi, pavaizduotu atveju skersai lazerio pagrindo plokštes 1. Šilumos perdavimo priemonės 2 paprasčiausiu atveju gali būti strypai su sriegiu pagaminti iš gryno vario kurie yra įsukami į lazerio pagrindo plokštėje 1 padarytas ertmes, be to vario ir nerūdijančio plieno šiluminio plėtimosi koeficientai yra labai panašus, dėl to neatsiranda žalingų įtempimų kintant temperatūrai. O siekiant dar didesnio šilumos laidumo, šilumos perdavimo priemonės 2 gali būti pasirinktos iš plataus, komerciškai prieinamo, šilumos vamzdžių asortimento. Pageidautina, kad šilumos perdavimo priemonių 2 temperatūrinio plėtimosi koeficientai būtų panašūs į nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientą.
Fig. 2a ir Fig. 2b pavaizduota lazerio pagrindo plokštė 1, kurioje įterptos šilumos perdavimo priemonės 2 lazerio pagrindo plokštės išorėje yra sujungtos su kitomis šilumos perdavimo priemonėmis 2‘, tokiu būdu pagerinant šiluminį laidumą ne tik skersai, bet ir išilgai lazerio pagrindo plokštės 1. Šilumos perdavimo priemonės 2 ir 2‘ gali būti identiškos arba skirtingos, pavyzdžiui šilumos perdavimo priemonės 2 gali būti variniai strypai, o tuo tarpu šilumos perdavimo priemonės 2‘ gali būti šilumos vamzdžiai. Fig. 2a pavaizduota pusiau permatoma lazerio pagrindo plokštė, o Fig. 2b pavaizduota lazerio pagrindo plokštė nėra permatoma.
Fig. 3 pavaizduota lazerio pagrindo plokštė 1 prie kurios šonų primontuoti radiatoriai 3, skirti perteklinės šilumos išsklaidymui į aplinką, radiatoriai 3 sujungti su šilumos perdavimo priemonėmis 2‘, kurios savo ruožtu yra sujungtos su į lazerio pagrindo plokštę 1 įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis 2 (Fig. 3 šilumos perdavimo priemonių 2 nesimato), vaizdas pateiktas iš viršaus. Radiatoriai 3 gali būti aušinami tiek oru tiek ir vandeniu, taip pat lazerio pagrindo plokštėje 1, perteklinės šilumos nuvedimui, gali būti suformuoti kanalai 4, kuriuose teka aušinimo skystis.
Fig. 4 pavaizduota lazerio pagrindo plokštė 1 kurioje X, Y ir Z kryptimis, pageidautina vienodais tarpais, yra išdėstytos šilumos perdavimo priemones 2, tokiu būdu efektyviai padidinant šilumos laidumą visomis kryptimis. Skirtingomis kryptimis išdėstytos šilimos perdavimo priemonės gali tarpusavyje persikloti. Taip pat šilumos perdavimo priemonės 2 gali būti papildomai sujungtos su papildomomis šilumos perdavimo priemonėmis lazerio pagrindo plokštės išorėje, tokiu būdu dar labiau pagerinant lazerio pagrindo plokštės šilumines savybes.
Fig. 5 pavaizduota lazerio pagrindo plokštė 1 kurioje Z kryptimi išdėstytos šilumos perdavimo priemones 2 lazerio pagrindo apačioje yra sujungtos tarpusavyje panaudojant papildomas šilumos perdavimo priemones 2‘, tokiu būdu efektyviai pagerinant lazerio pagrindo plokštės šilumos laidumą ne tik Z kryptimi, bet ir X bei Y kryptimis. Taip pat lazerio pagrindo plokštėje 1 papildomai gali būti suformuoti aušinimo kanalai 4, kuriais teką aušinimo skystis, geriau vanduo, nunešantis perteklinę šilumą išsiskiriančia lazeryje. Aušinimo kanalai 4 gali būti suformuoti bet kurioje lazerio pagrindo plokštės 1 vietoje, orientuoti bet kuria kryptimi ir gali būti bet kokios formos. Paveikslėlyje lazerio pagrindo plokštė 1 pavaizduota iš apačios.
Fig. 6 pavaizduoti monolitinis ir sudėtinis optinių komponentų laikikliai 5 ir 5,‘ kurie prie lazerio pagrindo plokštės 1 tvirtinami panaudojant lazerinį taškinį suvirinimą 6. Monolitinis optinių komponentų laikiklis 5 yra sudarytas iš vientiso nerūdijančio plieno gabalo ir yra derinamas lazerio pagrindo plokštės 1 plokštumos atžvilgiu pagal dvi skersines ir vieną kampinę koordinatę. Sudėtinis optinių komponentų laikiklis 5‘ sudarytas iš dviejų, tarpusavyje sujungtų, panaudojant lazerinį taškinį suvirinamą 6‘, nerūdijančio plieno blokų 7 ir 8, sudėtinis optinių komponentų laikiklis 5' turi visus tris skersinio derinimo laisvės laipsnius ir du kampinio derinimo laisvės laipsnius. Optiniai komponentai 9 prie optinių komponentų laikiklių 5, 5‘ yra prispaudžiami spyruoklėmis arba įklijuojami, arba įpresuojami. Minėtų optinių komponentų laikiklių 5, 5‘ privalumas yra tas, kad jų konstrukcijoje nėra derinamų varžtų ir prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami panaudojant lazerinį taškinį suvirinimą. Taip pat optinių komponentų laikikliuose 5, 5‘ papildomai gali būti įterptos šilumos perdavimo priemonės 2. Optiniai komponentai 9 yra, pavyzdžiui, veidrodžiai, lęšiai, poliarizatoriai, fazinės plokštelės, kristalai, kolimatoriai, pluošto dalikliai irt. t.
įterpus į lazerio pagrindo plokštę varinius strypus, daug greičiau nusistovi lazerio pagrindo plokštės temperatūra įjungus kaitintuvą. Taigi į lazerio pagrindo plokštę įterpus šilumos perdavimo priemones ne tik mažiau išsiriečia lazerio pagrindo plokštė, bet ir daug greičiau nusistovi lazerio darbinė temperatūra įjungus jį.
Nerūdijančio plieno lazerio pagrindo plokštė su įterptomis šilumos perdavimo priemonėmis ir nerūdijančio plieno optinių komponentų laikikliai yra puikus lazerio mechaninės dalies sprendimas, užtikrinantis optinių komponentų tarpusavio padėties stabilumą.
Claims (19)
- Būdas, skirtas lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti, kur prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami lazerio optinių komponentų laikikliai, apimantis: - medžiagos parinkimą, iš kurios bus gaminami lazerio pagrindo plokštė ir optinių komponentų laikikliai, - lazerio pagrindo plokštės aprūpinimą temperatūros homogenizavimo priemone, - optinių komponentų laikiklių tvirtinimą prie lazerio pagrindo plokštės ir jų galutinį paderinimą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad medžiaga, kurią parenka lazerio pagrindo plokštei (1) ir optinių komponentų laikikliams (5, 5‘) gaminti, yra nurūdijantis plienas, temperatūros homogenizavimo priemonė yra bent viena pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė (2), įterpta į lazerio pagrindo plokštę (1), šilumos perdavimo priemonę (2) parenka taip, kad ji turėtų žymiai, geriau ne mažiau kaip dešimt kartų, didesnį šiluminį laidumą nei nerūdijantis plienas, o jų temperatūrinio plėtimosi koeficientas būtų artimas nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientui, optinių komponentų laikiklius (5, 5‘) prie minėtos lazerio pagrindo plokštės tvirtina ir paderina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
- Būdas pagal 1 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo, priemonė (2) yra pagaminta iš metalo, turinčio gerą šiluminį laidumą, geriau vario, dar geriau iš gryno vario.
- Būdas pagal 1 arba 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė (2), kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę (1), yra pasirinkto skersmens ir ilgio strypas(ai).
- Būdas pagal 1 arba 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė (2), kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę (1), yra pasirinkto skersmens ir ilgio šilumos vamzdis(džiai).
- Būdas pagal 3 arba 4 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo strypus arba šilumos vamzdžius išdėsto viena arba keliomis skirtingomis kryptimis atžvilgiu lazerio pagrindo plokštės (1).
- Būdas pagal bet kurį iš 1–5 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad optinių komponentų laikikliai (5) yra monolitiniai ir prieš pritvirtinimą prie lazerio pagrindo plokštės laikiklius derina lazerio pagrindo plokštės plokštumoje pagal dvi ortogonalias slenkamas koordinates ir vieną sukamą koordinatę, po to pritvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą, o pritvirtinus atlieka galutinį paderinimą naudojant lazerinį taškinį suvirinimą.
- Būdas pagal bet kurį iš 1–5 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad optinių komponentų laikikliai (5‘) yra sudėtiniai, sudaryti iš dviejų monolitinių blokų (7) ir (8), kuriuos surenka ir derina vienas kito atžvilgiu plokštumoje, statmenoje lazerio pagrindo (1) plokštumai, ir tvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą (6‘), o surinktą laikiklį (5‘) derina lazerio pagrindo plokštės plokštumoje ir tvirtina prie lazerio pagrindo plokštės (1) naudojant lazerinį taškinį suvirinimą (6), arba pirma prie lazerio pagrindo plokštės (1) derina ir tvirtina naudojant lazerinį taškinį suvirinimą (6) apatinį bloką (7), o po to prie bloko (7) derina ir tvirtina viršutinį bloką (8), naudojant lazerinį taškinį suvirinimą (6‘).
- Įrenginys, skirtas lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti, kur prie lazerio pagrindo plokštės tvirtinami lazerio optinių komponentų laikikliai, apimantis lazerio pagrindo plokštės temperatūros homogenizavimo priemonę, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad lazerio pagrindo plokštė (1) ir optinių komponentų laikikliai (5, 5‘) yra pagaminti iš nerūdijančio plieno, o lazerio pagrindo plokštės (1) temperatūros homogenizavimo priemonė yra pailgo pavidalo bent viena šilumos perdavimo priemonė (2), įterpta į lazerio pagrindo plokštę (1), kur šilumos perdavimo priemonės (2) šiluminis laidumas yra žymiai, geriau ne mažiau kaip dešimt kartų, didesnis už nerūdijančio plieno šiluminį laidumą, o jos temperatūrinio plėtimosi koeficientas yra artimas nerūdijančio plieno temperatūrinio plėtimosi koeficientui, kur optinių komponentų laikikliai (5, 5‘) prie lazerio pagrindo plokštės (1) pritvirtinti bei galutinai priderinti, naudojant lazerinį taškinį suvirinimą (6).
- Įrenginys pagal 8 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo, priemonė (5) yra pagaminta iš metalo, turinčio gerą šiluminį laidumą, geriau vario, dar geriau iš gryno vario.
- Įrenginys pagal 8 arba 9 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė (2), kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę (1), yra pasirinkto skersmens ir ilgio strypas(ai).
- Įrenginys pagal 8 arba 9 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pailgo pavidalo šilumos perdavimo priemonė (2), kurią įterpia į lazerio pagrindo plokštę (1), yra pasirinkto skersmens ir ilgio šilumos vamzdis(džiai).
- Įrenginys pagal bet kurį iš 8–11 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo priemonės (2) išdėstytos viena arba keliomis skirtingomis kryptimis atžvilgiu lazerio pagrindo plokštės (1).
- Įrenginys pagal 12 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo priemonės (2) yra įterptos į lazerio pagrindo plokštėje (1) suformuotas ertmes, išdėstytas viena kryptimi su vienodais tarpais viena nuo kitos.
- Įrenginys pagal 12 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo priemonės (5) yra įterptos į lazerio pagrindo plokštėje (1) suformuotas ertmes, išdėstytas tarpusavyje nesusikertant skirtingomis kryptimis, pasirinktinai pagal lazerio pagrindo plokštės (1) plotį ir (arba) ilgį ir (arba) aukštį.
- Įrenginys pagal bet kurį iš 8–14 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šilumos perdavimo priemonių (2) galai lazerio pagrindo plokštės (1) išorėje yra sujungti atitinkamai papildomomis šilumos perdavimo priemonėmis (2‘).
- Įrenginys pagal bet kurį iš 8–15 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad lazerio pagrindo plokštės (1) išorėje prie jos šonų bei prie šilumos perdavimo priemonių (2, 2‘) yra pritvirtinti radiatoriai (3) perteklinės šilumos nuvedimui.
- Įrenginys pagal 8 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad optinių komponentų laikikliai (5, 5‘) turi įterptas strypo formos šilumos perdavimo priemones (2).
- Įrenginys pagal 8 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad, lazerio pagrindo plokštėje (1), perteklinės šilumos nuvedimui, yra papildomai suformuoti pasirinktos formos ir krypties kanalai (4), kuriuose teka aušinimo skystis, geriau vanduo.
- Įrenginys pagal 8 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad lazerio pagrindo plokštė (1) ir laikikliai (5, 5‘) pagaminti iš AISI 304 markės nerūdijančio plieno.
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020563A LT6921B (lt) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti |
| JP2023552397A JP7475755B2 (ja) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | レーザベースプレートの温度を均一化するための方法及び装置 |
| EP21824686.6A EP4260415A1 (en) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | Method and device for homogenizing the temperature of a laser base plate |
| CN202180080098.4A CN116529969A (zh) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | 用于使激光器基板温度均匀化的方法和设备 |
| CA3197091A CA3197091A1 (en) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | Method and device for homogenizing the temperature of a laser base plate |
| KR1020237019424A KR20230119129A (ko) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | 레이저 베이스 플레이트의 온도를 균질화하기 위한 방법 및 디바이스 |
| PCT/IB2021/061557 WO2022130146A1 (en) | 2020-12-14 | 2021-12-10 | Method and device for homogenizing the temperature of a laser base plate |
| US18/257,523 US20240047931A1 (en) | 2020-12-14 | 2022-12-10 | Method and device for homogenizing the temperature of a laser base plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2020563A LT6921B (lt) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2020563A LT2020563A (lt) | 2022-06-10 |
| LT6921B true LT6921B (lt) | 2022-06-27 |
Family
ID=75278316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2020563A LT6921B (lt) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240047931A1 (lt) |
| EP (1) | EP4260415A1 (lt) |
| JP (1) | JP7475755B2 (lt) |
| KR (1) | KR20230119129A (lt) |
| CN (1) | CN116529969A (lt) |
| CA (1) | CA3197091A1 (lt) |
| LT (1) | LT6921B (lt) |
| WO (1) | WO2022130146A1 (lt) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060086293A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Ryaboy Vyacheslav M | Instrumented platform for vibration-sensitive equipment |
| US20140092931A1 (en) * | 2012-04-04 | 2014-04-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laser Diode Assembly |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043680B2 (ja) | 1979-09-21 | 1985-09-30 | 日本電信電話株式会社 | 温度安定化レ−ザ装置 |
| US5181214A (en) | 1991-11-18 | 1993-01-19 | Harmonic Lightwaves, Inc. | Temperature stable solid-state laser package |
| JPH0895104A (ja) | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Agency Of Ind Science & Technol | レーザ共振装置 |
| US6172997B1 (en) | 1998-06-16 | 2001-01-09 | Aculight Corporation | Integrated semiconductor diode laser pumped solid state laser |
| JP2002280661A (ja) | 2001-03-16 | 2002-09-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | レーザダイオードモジュールからなる光源 |
| JP2005317925A (ja) | 2004-04-02 | 2005-11-10 | Ricoh Co Ltd | 光源装置、記録装置、製版装置及び画像形成装置 |
| JP4714434B2 (ja) | 2004-07-20 | 2011-06-29 | 古河スカイ株式会社 | ヒートパイプヒートシンク |
| US8213471B2 (en) | 2010-01-22 | 2012-07-03 | Integral Laser Solutions, Llc | Thin disk laser operations with unique thermal management |
| JP6547562B2 (ja) | 2015-09-30 | 2019-07-24 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
| JP2018174184A (ja) | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社 エヌ・テック | 冷却装置及び冷却装置を備えた照明装置 |
| JP2020115527A (ja) | 2019-01-18 | 2020-07-30 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
2020
- 2020-12-14 LT LT2020563A patent/LT6921B/lt unknown
-
2021
- 2021-12-10 WO PCT/IB2021/061557 patent/WO2022130146A1/en active Application Filing
- 2021-12-10 CA CA3197091A patent/CA3197091A1/en active Pending
- 2021-12-10 KR KR1020237019424A patent/KR20230119129A/ko active Search and Examination
- 2021-12-10 EP EP21824686.6A patent/EP4260415A1/en active Pending
- 2021-12-10 JP JP2023552397A patent/JP7475755B2/ja active Active
- 2021-12-10 CN CN202180080098.4A patent/CN116529969A/zh active Pending
-
2022
- 2022-12-10 US US18/257,523 patent/US20240047931A1/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060086293A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Ryaboy Vyacheslav M | Instrumented platform for vibration-sensitive equipment |
| US20140092931A1 (en) * | 2012-04-04 | 2014-04-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laser Diode Assembly |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BASE LAB TOOLS: "October 2015 Newsletter - Liquid cooled breadboard", 25 October 2015 (2015-10-25), pages 1 - 4, XP055836026, Retrieved from the Internet <URL:https://www.baselabtools.com/October-2015-Newsletter_b_22.html> [retrieved on 20210830] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2020563A (lt) | 2022-06-10 |
| CA3197091A1 (en) | 2022-06-23 |
| WO2022130146A1 (en) | 2022-06-23 |
| US20240047931A1 (en) | 2024-02-08 |
| CN116529969A (zh) | 2023-08-01 |
| JP7475755B2 (ja) | 2024-04-30 |
| EP4260415A1 (en) | 2023-10-18 |
| JP2023551069A (ja) | 2023-12-06 |
| KR20230119129A (ko) | 2023-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7551656B2 (en) | Low stress optics mount using thermally conductive liquid metal or gel | |
| US10763640B2 (en) | Low swap two-phase cooled diode laser package | |
| US6676306B2 (en) | Light source having plural laser diode modules | |
| US6307871B1 (en) | Laser system using phase change material for thermal control | |
| DK2652844T3 (en) | Laser amplification module and manufacturing method | |
| CA2621629A1 (en) | Optical mount for laser rod | |
| US20020110166A1 (en) | Method and system for cooling a laser gain medium | |
| CN201270374Y (zh) | 一种半导体光纤耦合泵浦的红外固体激光器 | |
| WO2012101080A2 (en) | Optical arrangement for an euv projection exposure apparatus and method for cooling an optical component | |
| US6301277B1 (en) | Solid state laser master oscillator gain module | |
| WO2010039329A2 (en) | Adaptive laser beam shaping | |
| LT6921B (lt) | Būdas ir įrenginys, skirti lazerio pagrindo plokštės temperatūrai homogenizuoti | |
| JP2007115812A (ja) | ペルチェモジュール及び電子機器 | |
| JP2933578B2 (ja) | 面冷却式高出力レーザ光学セル | |
| RU2497248C2 (ru) | Конструкция оптической накачки | |
| RU2592057C1 (ru) | Универсальный излучатель твердотельного лазера | |
| CN113594834B (zh) | 一种板条型激光晶体热沉散热装置、焊接装置及使用方法 | |
| CN216214776U (zh) | 用于半导体侧面泵浦圆棒固体激光器的分离式散热装置 | |
| US20220244489A1 (en) | Optical component mount and associated system for controlling a light beam | |
| JPH05267794A (ja) | 半導体レーザモジュールのチップキャリア固定構造 | |
| TW202208939A (zh) | 射束變換器 | |
| JPH11233859A (ja) | レーザー光発生装置 | |
| JPH10163548A (ja) | 固体レーザ装置 | |
| JPH0690043A (ja) | 固体レーザ発振器 | |
| JPH0690044A (ja) | 固体レーザ発振器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20220610 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20220627 |