RU2575673C1 - Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector - Google Patents

Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector Download PDF

Info

Publication number
RU2575673C1
RU2575673C1 RU2014137241/28A RU2014137241A RU2575673C1 RU 2575673 C1 RU2575673 C1 RU 2575673C1 RU 2014137241/28 A RU2014137241/28 A RU 2014137241/28A RU 2014137241 A RU2014137241 A RU 2014137241A RU 2575673 C1 RU2575673 C1 RU 2575673C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
active element
housing
channels
holders
diode
Prior art date
Application number
RU2014137241/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Борисовна Ярулина
Георгий Викторович Орехов
Михаил Юрьевич Янусов
Виталий Анатольевич Пенкин
Лев Эдуардович Магда
Анатолий Александрович Абышев
Юрий Дмитриевич Арапов
Иван Вячеславович Касьянов
Сергей Анатольевич Поляков
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Application granted granted Critical
Publication of RU2575673C1 publication Critical patent/RU2575673C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: optical amplifier head with a diode pumping counter-reflector consists of, arranged in a housing, an active element in the form of a rod, diode pumping elements arranged uniformly around and along the active element on holders, and a cooling system comprising a pipe encircling the active element to form an annular channel with a width δ, channels in the housing, each holder and pumping elements and input and output collectors. Each holder comprises a reflecting surface facing the active element; the ends of the active element are attached in clamps mounted in the housing; the cooling system is in the form of a single loop.As the diode pumping elements lines of laser diodes are used each provided with a cylindrical lens, and the reflecting surfaces of the holders are located along the surface of the active element and encircle the said element diametrically.
EFFECT: reducing the hydraulic resistance of the cooling system.
6 dwg

Description

Изобретение относится к твердотельным лазерам с диодной накачкой, в частности к элементам накачки и системам их охлаждения, и может быть использовано при изготовлении лазерной техники.The invention relates to diode-pumped solid-state lasers, in particular to pump elements and their cooling systems, and can be used in the manufacture of laser technology.

Известна оптическая усилительная головка с диодной накачкой, состоящая из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных на держателях вдоль активного элемента, и системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала, и каналы, расположенные в корпусе, держателях и элементах накачки. Элементы диодной накачки выполнены в виде блоков линеек лазерных диодов и расположены под углом 90° к оси активного элемента. Устройство снабжено демпфирующими элементами, установленными на обоих торцах трубки, в качестве демпфирующих элементов использованы прокладки (патент США №6101208, H01S 3/0941, 1997 г.).Known optical amplifier head with diode pumping, consisting of placed in the housing of the active element in the form of a rod, diode pump elements located on the holders along the active element, and a cooling system containing a tube that encloses the active element with the formation of an annular channel, and channels located in body, holders and pump elements. The elements of the diode pump are made in the form of blocks of lines of laser diodes and are located at an angle of 90 ° to the axis of the active element. The device is equipped with damping elements mounted on both ends of the tube, gaskets are used as damping elements (US patent No. 6101208, H01S 3/0941, 1997).

В этом устройстве охлаждение активного элемента и элементов диодной накачки происходит за счет высокой скорости потока охлаждающей жидкости. Поддержание постоянной температуры теплоносителя позволяет обеспечить работоспособность и высокую эффективность оптической усилительной головки.In this device, the cooling of the active element and the diode pump elements occurs due to the high flow rate of the coolant. Maintaining a constant temperature of the coolant allows us to ensure the operability and high efficiency of the optical amplifier head.

Однако неравномерное и неполное заполнение излучением накачки активного элемента приводит к увеличению термомеханических напряжений внутри активного элемента, что может привести к его выходу из строя. Неравномерность освещения активного элемента приводит также к снижению эффективности накачки и качества выходного лазерного пучка. Расположение каналов в элементах диодной накачки не оптимально, так как расстояние от элементов накачки до каналов не минимально, как следствие этого падает эффективность отвода тепла с нагретой поверхности элементов накачки. Это может привести к снижению качества охлаждения элементов накачки и падению мощности выходного лазерного пучка.However, the uneven and incomplete filling of the active element with pump radiation leads to an increase in thermomechanical stresses inside the active element, which can lead to its failure. The uneven illumination of the active element also leads to a decrease in the pump efficiency and the quality of the output laser beam. The arrangement of the channels in the diode pump elements is not optimal, since the distance from the pump elements to the channels is not minimal, as a result of which the efficiency of heat removal from the heated surface of the pump elements decreases. This can lead to a decrease in the quality of cooling of the pump elements and a drop in the power of the output laser beam.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является оптическая усилительная головка с диодной накачкой, состоящая из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях и обращенных к активному элементу излучающей областью, системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, каналы, расположенные корпусе, каждом держателе и сборках элементов накачки, входной и выходной коллекторы, выполненные в корпусе, из которых выходят каналы, соединенные с каналами, выполненными в сборках элементов накачки и держателях, которые размещены в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (п. РФ №2498467, МПК H01S 3/0933, 3/042, опубл. 2013 г.). В качестве элементов диодной накачки используются матрицы лазерных диодов, корпус выполнен в виде шестигранника, на обоих торцах трубки установлены демпфирующие элементы, система охлаждения выполнена в виде двух независимых контуров.The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is an optical amplifier with diode pumping, consisting of an active element in the form of a rod placed in the housing, diode pump elements located uniformly around and along the active element on the holders and facing the active element with a radiating region , a cooling system comprising a tube enclosing the active element with the formation of an annular channel of width δ, channels located in the housing, each holder and assembly x pump elements, input and output collectors made in the body, from which channels connected to the channels made in the assembly of pump elements and holders, which are located in the holes made on the outer surface of the body, exit the tube, made of a material transparent for pump radiation (Clause of the Russian Federation No. 2498467, IPC H01S 3/0933, 3/042, publ. 2013). As elements of the diode pumping, laser diode arrays are used, the casing is made in the form of a hexagon, damping elements are installed at both ends of the tube, the cooling system is made in the form of two independent circuits.

Расположение матриц лазерных диодов равномерно вокруг активного элемента и позволяет равномерно заполнить активный элемент излучением накачки, что уменьшает в нем термические напряжения, а также повышает эффективность накачки. Выполнение системы охлаждения из двух независимых контуров охлаждения позволяет независимо регулировать и поддерживать оптимальную температуру для матриц лазерных диодов и активного элемента.The arrangement of the matrix of laser diodes uniformly around the active element and allows you to evenly fill the active element with pump radiation, which reduces thermal stresses in it, and also increases the pump efficiency. The implementation of the cooling system from two independent cooling circuits allows you to independently adjust and maintain the optimum temperature for the matrix of laser diodes and the active element.

Однако оптическая усилительная головка с двумя контурами охлаждения содержит большое число деталей, что существенно сказывается на массогабаритных характеристиках. Применение матриц с охлаждающими каналами малого сечения и, в особенности, их последовательного соединения приводит к увеличению гидравлического сопротивления оптической головки. Значительная часть излучения накачки не поглощается, т.к. диаметр активного элемента меньше излучающей области матрицы лазерных диодов, что снижает кпд доставки излучения накачки, а следовательно, и мощности лазерного излучения.However, an optical amplifier head with two cooling circuits contains a large number of parts, which significantly affects the weight and size characteristics. The use of matrices with cooling channels of small cross section and, in particular, their series connection leads to an increase in the hydraulic resistance of the optical head. A significant part of the pump radiation is not absorbed, because the diameter of the active element is smaller than the emitting region of the matrix of laser diodes, which reduces the efficiency of delivery of pump radiation and, consequently, the power of laser radiation.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - оптимизация системы охлаждения и массогабаритных характеристик, повышение эффективности накачки.The problem to which the invention is directed is to optimize the cooling system and weight and size characteristics, increase the pumping efficiency.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения - снижение гидравлического сопротивления системы охлаждения, увеличение кпд и мощности излучения.The technical result obtained by using the proposed technical solution is to reduce the hydraulic resistance of the cooling system, increase the efficiency and radiation power.

Указанный технический результат достигается тем, что в оптической усилительной головке с контротражателем диодной накачки, состоящей из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях и обращенных к активному элементу излучающей частью, и системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, каналы, расположенные в корпусе, каждом держателе и сборках элементов накачки, и входной и выходной коллекторы, выполненные в корпусе, из которых выходят каналы, соединенные с каналами, выполненными в сборках элементов накачки и держателях, которые размещены в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки, особенность заключается в том, что каждый держатель содержит отражающую поверхность, обращенную к активному элементу, торцы активного элемента закреплены в прижимах, установленных в корпусе, система охлаждения выполнена в виде единого контура и снабжена каналами, выполненными в прижимах, входным и выходным дополнительными коллекторами, образованными корпусом и прижимами, и каналами корпуса, соединяющими входной и выходной коллекторы с дополнительными входным и выходным коллекторами, которые соединены с каналами прижимов, соединенными с кольцевым каналом, корпус выполнен в виде цилиндра с выступами, на которых размещены держатели, в качестве элементов диодной накачки используются линейки лазерных диодов, каждая из которых снабжена цилиндрической линзой, расположенной на излучающей части, а отражающие поверхности держателей расположены вдоль поверхности активною элемента и охватывают его диаметрально.The indicated technical result is achieved in that in an optical amplification head with a diode pump counter-protector consisting of a rod located in the active element body, diode pump elements arranged uniformly around and along the active element on the holders and facing the active element with a radiating part, and the system cooling, containing a tube covering the active element with the formation of an annular channel of width δ, channels located in the housing, each holder and the assembly of pump elements , and the input and output collectors made in the housing, from which channels connected to the channels made in the assembly of pump elements and holders that are located in the holes made on the outer surface of the housing, the tube is made of a material transparent to the pump radiation, feature consists in the fact that each holder contains a reflective surface facing the active element, the ends of the active element are fixed in the clamps installed in the housing, the cooling system is made in the form of a single it is equipped with channels made in clamps, input and output additional collectors formed by the housing and clamps, and housing channels connecting the input and output collectors with additional input and output collectors that are connected to clamp channels connected to the annular channel, the housing is made in in the form of a cylinder with protrusions on which the holders are placed, laser diode arrays are used as elements of the diode pump, each of which is equipped with a cylindrical lens, located second on the radiating portion and the reflective surfaces of holders arranged along the surface of the active element and cover it diametrically.

Совмещение в конструкции держателя функции крепления элементов диодной накачки и контротражателя лазерного излучения, а также установка на излучающей части элемента накачки цилиндрической линзы с целью формирования заданного угла расходимости излучения накачки позволяют повысить эффективность осветителя. Установка активного элемента в прижимах, каналы которых образуют дросселирующую диафрагму, позволяет согласовать гидравлическое сопротивление каналов охлаждения активного элемента с гидравлическим сопротивлением контуров охлаждения элементов накачки. Таким образом, снижается гидравлическое сопротивление системы охлаждения и увеличивается кпд и мощность излучения. За счет этого решается задача повышения эффективности накачки и оптимизации системы охлаждения и массогабаритных характеристик.The combination in the design of the holder of the mounting function of the diode pump elements and the counter beam of laser radiation, as well as the installation of a cylindrical lens on the pumping part of the pump element to form a given angle of divergence of the pump radiation, makes it possible to increase the efficiency of the illuminator. The installation of the active element in the clamps, the channels of which form a throttling diaphragm, allows you to match the hydraulic resistance of the cooling channels of the active element with the hydraulic resistance of the cooling circuits of the pump elements. Thus, the hydraulic resistance of the cooling system is reduced and the efficiency and radiation power are increased. Due to this, the problem of increasing the pumping efficiency and optimizing the cooling system and weight and size characteristics is solved.

При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков от прототипа, изложенных в формуле изобретения.When conducting analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, no analogues were found that are characterized by features that are identical to all the essential features of this invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue allowed to identify the set of essential distinguishing features from the prototype set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не выявлены технические решения с этими признаками. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. As a result of the search, no technical solutions with these characteristics were identified. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг. 1 представлен поперечный разрез ОУГ.In FIG. 1 is a cross-sectional view of an OGG.

На фиг. 2 - разрез А-А.In FIG. 2 - section aa.

На фиг. 3 - разрез Б-Б.In FIG. 3 - section BB.

На фиг. 4 - разрез В-В.In FIG. 4 - section BB.

На фиг. 5 - разрез Г-Г.In FIG. 5 - section GG.

На фиг. 6 - вид ДIn FIG. 6 - view D

Оптическая усилительная головка (ОУГ) с диодной накачкой (фиг. 1-6) содержит выполненный в виде полого цилиндра корпус 1, в котором установлен активный элемент (АЭ) 2 в виде стержня, торцы которого закреплены в прижимах 3, 4, установленных в корпусе. Корпус 1 выполнен с выступами 5 (фиг. 4), на внешней поверхности которых предусмотрены отверстия (не показаны) для размещения держателей 6 элементов диодной накачки, в качестве которых используются линейки лазерных диодов (ЛЛД) 7, монтаж которых выполнен на охлаждающей поверхности основания сборки ЛЛД - излучателя 8 (фиг. 6). Каждый держатель 6 содержит контротражатель, выполненный в виде сегмента цилиндрической отражающей поверхности 9, обращенной к активному элементу 2. Излучатели 8 с линейками лазерных диодов 7 размещены вокруг и вдоль АЭ равномерно и обращены к АЭ излучающей частью.Optical amplification head (OGD) with diode pumping (Fig. 1-6) contains a housing 1 made in the form of a hollow cylinder, in which an active element (AE) 2 is installed in the form of a rod, the ends of which are fixed in clamps 3, 4 installed in the housing . The housing 1 is made with protrusions 5 (Fig. 4), on the outer surface of which holes (not shown) are provided for holding the holders 6 of the diode pump elements, which are used as a line of laser diodes (LLD) 7, which are mounted on the cooling surface of the assembly base LLD - emitter 8 (Fig. 6). Each holder 6 contains a counter-protector made in the form of a segment of a cylindrical reflective surface 9 facing the active element 2. Emitters 8 with lines of laser diodes 7 are placed around and along the AE uniformly and face the AE with the radiating part.

Система охлаждения ОУГ выполнена в виде единого контура для охлаждения АЭ 2 и излучателей 8 и содержит трубку 10, охватывающую АЭ 2 с образованием кольцевого канала шириной δ, входной и выходной коллекторы 11, 12, дополнительные входной и выходной коллекторы 13, каналы а, b, c, d, e, расположенные в корпусе 1, держателях 6, прижимах 3 и излучателях 8 (фиг. 1, 4, 5). Трубка 10 выполнена из материала, оптически прозрачного для излучения накачки (например, стекло, плавленый кварц, лейкосапфир и т.д.). Диаметр и толщина трубки рассчитываются исходя из требуемой фокусировки излучения накачки. Кольцевой канал 5 формирует слой охлаждающей жидкости (ОЖ), охлаждающий АЭ, образован стенкой трубки 10 и АЭ 2. Каналы, выполненные в прижимах 3, образуют дросселирующую диафрагму, предусмотренную на входе и выходе канала охлаждения АЭ 2.The exhaust gas cooling system is made in the form of a single circuit for cooling AE 2 and emitters 8 and contains a tube 10 covering AE 2 with the formation of an annular channel of width δ, input and output collectors 11, 12, additional input and output collectors 13, channels a , b, c, d, e located in the housing 1, holders 6, clamps 3 and emitters 8 (Fig. 1, 4, 5). The tube 10 is made of a material that is optically transparent for pump radiation (for example, glass, fused quartz, leucosapphire, etc.). The diameter and thickness of the tube are calculated based on the required focusing of the pump radiation. The annular channel 5 forms a layer of coolant (coolant) cooling AE, formed by the wall of the tube 10 and AE 2. The channels made in the clamps 3, form a throttling diaphragm provided at the inlet and outlet of the cooling channel AE 2.

Дополнительные входной и выходной коллекторы 13 образованы прижимами 3 и корпусом 1 и соединены каналами b корпуса с входным и выходным коллекторами 11, 12. Каналы с прижимов 3 соединяют дополнительные входной и выходной коллекторы 13 с кольцевым каналом шириной δ. Прижимы 3 применены для центрирования АЭ в корпусе ОУГ относительно трубки 10 и ее герметизации, а прижимы 4 - для герметизации АЭ. Отражающие поверхности 9 всех держателей расположены вдоль поверхности АЭ и охватывают его диаметрально. Каждая сборка излучателей 8 снабжена цилиндрической линзой исходящего излучения 14 (фиг. 6), расположенной на излучающей части лазерных диодов 7. Линза 14 выполнена из оптоволокна, ее диаметр рассчитывается исходя из требуемой фокусировки излучения накачки.Additional input and output headers 13 are formed by clamps 3 and the housing 1 and are connected by channels b of the housing to the input and output headers 11, 12. Channels from the clamps 3 connect additional input and output headers 13 with an annular channel of width δ. Clips 3 are used to center the AE in the OGC housing relative to the tube 10 and its sealing, and clamps 4 are used to seal the AE. The reflecting surfaces 9 of all the holders are located along the surface of the AE and cover it diametrically. Each assembly of emitters 8 is equipped with a cylindrical lens of the outgoing radiation 14 (Fig. 6) located on the emitting part of the laser diodes 7. The lens 14 is made of fiber, its diameter is calculated based on the required focusing of the pump radiation.

Устройство работает следующим образом. На излучатель 8 (фиг. 1, 4) подается напряжение питания, линейка лазерных диодов 7 (фиг. 6) начинает генерировать излучение накачки, которое проходит через линзу 14, формируясь в световой поток углом α, сквозь трубку 10 и ОЖ кольцевого канала δ, при этом часть излучения поглощается АЭ 2, часть поглощенной энергии накачки идет на тепловые потери. Оставшаяся доля излучения, не поглотившаяся и не пошедшая на тепловые потери, отражается от контротражателя 9 держателя 6 и вновь направляется в АЭ 2.The device operates as follows. A supply voltage is supplied to the emitter 8 (Figs. 1, 4), the line of laser diodes 7 (Fig. 6) begins to generate pump radiation, which passes through the lens 14, forming into the light flux at an angle α, through the tube 10 and the coolant ring channel δ, in this case, part of the radiation is absorbed by AE 2, part of the absorbed pump energy is spent on heat loss. The remaining fraction of the radiation, which is not absorbed and does not go to heat losses, is reflected from the counter-guard 9 of the holder 6 and again sent to AE 2.

В непрерывном режиме работы мощность тепловыделения АЭ 2 достаточно высока, а часть электрической энергии, подаваемой на излучатели 8, тратится на тепловые потери, поэтому требуется эффективное охлаждение не только АЭ 2, но и линеек лазерных диодов 7, которое происходит следующим образом.In continuous operation, the heat dissipation power of AE 2 is quite high, and part of the electric energy supplied to emitters 8 is spent on heat loss, therefore, effective cooling of not only AE 2, but also the lines of laser diodes 7, which occurs as follows.

Охлаждающая жидкость (ОЖ) подается в систему охлаждения и поступает во входной коллектор 11 (фиг. 1). Затем разделяется на два потока - по каналам а (фиг. 2, 3) к линейкам лазерных диодов 7 и по каналу b к АЭ 2 (фиг. 1). Из каналов а выступов 5 (фиг. 4, 5) корпуса 1 ОЖ перемещается в каналы e держателей 6, проходит по каналам d излучателей 8, затем в обратном порядке собирается в каналы e, перемещается по каналам а (фиг. 3) корпуса 1 и выводится в выходной коллектор 12 (фиг. 1).Coolant (coolant) is supplied to the cooling system and enters the inlet manifold 11 (Fig. 1). Then it is divided into two streams - along channels a (Fig. 2, 3) to the lines of laser diodes 7 and along channel b to AE 2 (Fig. 1). From the channels a of the protrusions 5 (Fig. 4, 5) of the housing 1, the coolant moves to the channels e of the holders 6, passes through the channels d of the emitters 8, then is collected in the reverse order into the channels e, moves along the channels a (Fig. 3) of the housing 1 and output to the output manifold 12 (Fig. 1).

Второй поток ОЖ по каналам корпуса b (фиг. 1) поступает в дополнительный входной коллектор 13. Затем через каналы с прижима 3, образующие дросселирующую диафрагму, предусмотренную на входе и выходе канала охлаждения АЭ 2 и позволяющую согласовать гидравлическое сопротивление каналов охлаждения АЭ 2 и излучателей 8, попадает в кольцевой канал шириной 5 охлаждения АЭ 2. Поток ОЖ протекает вдоль всей поверхности АЭ и контактирует с ней. Таким образом происходит охлаждение кристалла. На выходе из кольцевого канала δ противоположного конца АЭ ОЖ в обратном порядке через каналы e прижима 3 собирается в дополнительный выходной коллектор 13, затем через каналы b корпуса 1 выводится в выходной коллектор 12 и затем из ОУГ.The second coolant stream through the channels of the housing b (Fig. 1) enters the additional input manifold 13. Then, through the channels from the clamp 3, forming a throttling diaphragm, provided at the inlet and outlet of the cooling channel AE 2 and allowing matching the hydraulic resistance of the cooling channels AE 2 and radiators 8, enters the annular channel with a width of 5 cooling AE 2. The flow of coolant flows along the entire surface of the AE and is in contact with it. Thus, the crystal is cooled. At the exit from the annular channel δ of the opposite end, the AE of the coolant in the reverse order through the channels e of the clamp 3 is collected in an additional output collector 13, then through the channels b of the housing 1 is output to the output collector 12 and then from the OGG.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the data presented indicate that when using the claimed invention, the following combination of conditions:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в электронной и оптико-механической промышленности при изготовлении лазерных устройств с повышенной мощностью;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in the electronic and optical-mechanical industry in the manufacture of laser devices with high power;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.- for the claimed device in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (1)

Оптическая усилительная головка с контротражателем диодной накачки, состоящая из размещенных в корпусе активного элемента в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных равномерно вокруг и вдоль активного элемента на держателях и обращенных к активному элементу излучающей частью, и системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, каналы, расположенные в корпусе, каждом держателе и сборках элементов накачки, и входной и выходной коллекторы, выполненные в корпусе, из которых выходят каналы, соединенные с каналами, выполненными в сборках элементов накачки и держателях, которые размещены в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки, отличающаяся тем, что каждый держатель содержит отражающую поверхность, обращенную к активному элементу, торцы активного элемента закреплены в прижимах, установленных в корпусе, система охлаждения выполнена в виде единого контура и снабжена каналами, выполненными в прижимах, входным и выходным дополнительными коллекторами, образованными корпусом и прижимами, и каналами корпуса, соединяющими входной и выходной коллекторы с дополнительными входным и выходным коллекторами, которые соединены с каналами прижимов, соединенными с кольцевым каналом, корпус выполнен в виде цилиндра с выступами, на которых размещены держатели, в качестве элементов диодной накачки используются линейки лазерных диодов, каждая из которых снабжена цилиндрической линзой, расположенной на излучающей части, а отражающие поверхности держателей расположены вдоль поверхности активного элемента и охватывают его диаметрально. An optical amplifier head with a diode pump counter-protector, consisting of a rod placed in the active element body, diode pump elements arranged uniformly around and along the active element on the holders and facing the active element with a radiating part, and a cooling system containing a tube enclosing the active element with the formation of an annular channel of width δ, the channels located in the housing, each holder and the assembly of the pump elements, and the input and output collectors made in the housing from which channels connected to channels made in assemblies of pump elements and holders that are located in holes made on the outer surface of the casing exit, the tube is made of a material transparent for pump radiation, characterized in that each holder contains a reflective surface facing to the active element, the ends of the active element are fixed in the clamps installed in the housing, the cooling system is made in the form of a single circuit and is equipped with channels made in the clamps, input and output additional manifolds formed by the housing and clamps, and the channels of the housing connecting the input and output collectors with additional input and output collectors that are connected to the clamp channels connected to the annular channel, the housing is made in the form of a cylinder with protrusions on which the holders are placed, in As elements of the diode pumping, laser diode arrays are used, each of which is equipped with a cylindrical lens located on the radiating part, and the reflecting surfaces of the holders are located veins along the surface of the active element and cover it diametrically.
RU2014137241/28A 2014-09-15 Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector RU2575673C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2575673C1 true RU2575673C1 (en) 2016-02-20

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2655045C1 (en) * 2017-01-27 2018-05-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for sealing a cooling unit of an active element in a solid laser
RU180913U1 (en) * 2016-09-28 2018-06-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997047060A1 (en) * 1996-06-04 1997-12-11 Diode Pumped Laser Technologies, Inc. Nd:YAG LASER PUMP HEAD
US5883737A (en) * 1996-03-27 1999-03-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Diode laser excitation solid-state laser amplifier and diode laser excitation solid-state laser
US7221694B2 (en) * 1998-11-12 2007-05-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser light emitting apparatus and solid-state laser rod pumping module
US20100253769A1 (en) * 2008-09-04 2010-10-07 Laser Light Engines Optical System and Assembly Method
RU2498467C2 (en) * 2011-10-14 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Diode pumped optical amplifier head

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5883737A (en) * 1996-03-27 1999-03-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Diode laser excitation solid-state laser amplifier and diode laser excitation solid-state laser
WO1997047060A1 (en) * 1996-06-04 1997-12-11 Diode Pumped Laser Technologies, Inc. Nd:YAG LASER PUMP HEAD
US7221694B2 (en) * 1998-11-12 2007-05-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser light emitting apparatus and solid-state laser rod pumping module
US20100253769A1 (en) * 2008-09-04 2010-10-07 Laser Light Engines Optical System and Assembly Method
RU2498467C2 (en) * 2011-10-14 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Diode pumped optical amplifier head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180913U1 (en) * 2016-09-28 2018-06-29 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING
RU2655045C1 (en) * 2017-01-27 2018-05-23 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for sealing a cooling unit of an active element in a solid laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2009107188A (en) LIGHTING MODULE WITH SIMILAR DIRECTIONS FOR HEAT AND LIGHT DISTRIBUTION
JPH03135082A (en) Integrated laser diode pump laser device
RU2498467C2 (en) Diode pumped optical amplifier head
CN110829162A (en) Optical fiber laser cooling device and method based on water cooling and immersion type phase change liquid cooling
CN103746274B (en) Side pumping laser module
CN116014542B (en) An internally cooled thin-film laser and its fabrication method
RU2575673C1 (en) Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector
RU2597941C2 (en) Optical amplifier head with diode pumping (versions)
RU180913U1 (en) LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING
RU2579188C1 (en) Laser head of solid-state laser with diode pumping thermal stabilisation
RU2614079C2 (en) Laser gun with diode pumping
CN203415814U (en) Large power laser module
CN117526069B (en) Pump module of VCSEL side-pumped solid-state laser and corresponding solid-state laser
CN105552711B (en) The small-volume large-power semiconductor laser to be radiated using heat pipe radiating system
US6661827B2 (en) Pumping source
CN106936056A (en) A kind of thermal capacitance cooling liquid laser
CN217882279U (en) Fiber-Coupled Laser Modules
RU2614081C1 (en) Laser gun of solid-state laser with diode pumping
JP6130427B2 (en) Laser module
TW202002438A (en) Diode laser configuration
RU2599600C1 (en) High-power optical amplifier head with end diode pumping of active element in form of plate
RU166589U1 (en) OPTICAL AMPLIFIER HEAD WITH DIODE PUMPING
RU2622237C1 (en) Laser head of solid-state laser with diode pumping
WO2022268854A1 (en) Light emitting device comprising a cooling system
JP6638184B2 (en) Laser module