RU2622237C1 - Laser head of solid-state laser with diode pumping - Google Patents

Laser head of solid-state laser with diode pumping Download PDF

Info

Publication number
RU2622237C1
RU2622237C1 RU2015155545A RU2015155545A RU2622237C1 RU 2622237 C1 RU2622237 C1 RU 2622237C1 RU 2015155545 A RU2015155545 A RU 2015155545A RU 2015155545 A RU2015155545 A RU 2015155545A RU 2622237 C1 RU2622237 C1 RU 2622237C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flanges
holders
active element
inlet
channels
Prior art date
Application number
RU2015155545A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Гладилин
Михаил Юрьевич Янусов
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"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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")
Priority to RU2015155545A priority Critical patent/RU2622237C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622237C1 publication Critical patent/RU2622237C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/025Constructional details of solid state lasers, e.g. housings or mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management
    • H01S3/042Arrangements for thermal management for solid state lasers

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: laser head contains an active element in the form of a rod, optical pumping sources arranged on the holders around the active element, a cooling system of the active element and the optical pumping sources, flanges, and an element connecting the flanges. The holders are arranged in the aligned holes of the flanges, the cooling system comprises a tube enclosing the active element to form a radial clearance, an input and an output collectors, and channels of the holders. The element connecting the flanges, is formed as a frame comprising parallel plates connected by the ribs. The holders are fitted with the limiters made on both sides, interacting with the end faces of the flanges, one limiter of each holder is formed with a groove interacting with an eccentric, the eccentrics are mounted in the holes of one of the flanges.
EFFECT: providing the opportunities to increase power and efficiency, improving the design manufacturability.
7 dwg

Description

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

Известен квантрон твердотельного лазера с диодной накачкой (ТТЛДН), состоящий из размещенных в корпусе активного элемента (АЭ) в виде стержня, источников оптической накачки (ИОН) в виде линеек лазерных диодов, расположенных на держателях, и системы охлаждения (СО), содержащей трубку, охватывающую АЭ с образованием радиального зазора (РЗ), и каналы, расположенные в корпусе и держателях, с входным и выходным патрубками. ИОН расположены под углом 90° к оси АЭ (патент США №6101208, Н01S 3/0941, опубл. 1997 г.).Known is the quantron of a solid-state diode-pumped laser (TTLDN), consisting of a rod located in the active element (AE) body, optical pump sources (ION) in the form of rulers of laser diodes located on the holders, and a cooling system (CO) containing a tube covering AE with the formation of a radial gap (RE), and channels located in the housing and holders, with inlet and outlet nozzles. IONs are located at an angle of 90 ° to the axis of the AE (US patent No. 6101208, H01S 3/0941, publ. 1997).

В этом устройстве охлаждение АЭ и ИОН происходит за счет высокой скорости потока охлаждающей жидкости (ОЖ). Поддержание постоянной температуры ОЖ позволяет продлить срок службы ИОН и обеспечить постоянные и устойчивые выходные параметры квантрона.In this device, the cooling of the AE and ION occurs due to the high flow rate of the coolant (coolant). Maintaining a constant coolant temperature allows you to extend the life of the ION and provide constant and stable output parameters of the quantron.

Однако неравномерное и неполное заполнение излучением накачки АЭ приводит к образованию неоднородных областей возбуждения и возникновению термомеханических напряжений внутри АЭ. Каналы охлаждения расположены на значительном расстоянии от ИОН, что приводит к снижению эффективности отвода тепла с нагретой поверхности ИОН. Все это может привести к снижению мощности и КПД устройства. Помимо этого квантрон отличается сложной конструкцией, а также большим числом гидравлических соединений и каналов СО, что снижает его технологичность и надежность.However, uneven and incomplete filling of the AE pump radiation leads to the formation of inhomogeneous excitation regions and the appearance of thermomechanical stresses inside the AE. The cooling channels are located at a considerable distance from the ION, which leads to a decrease in the efficiency of heat removal from the heated surface of the ION. All this can lead to a decrease in power and efficiency of the device. In addition, the quantron has a complex design, as well as a large number of hydraulic connections and CO channels, which reduces its manufacturability and reliability.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является квантрон ТТЛДН, который содержит АЭ в виде стержня, ИОН, расположенные на держателях вокруг АЭ и обращенные к нему излучающей областью, СО АЭ и ИОН, фланцы и элемент, соединяющий фланцы, держатели расположены в соосных отверстиях фланцев, СО содержит трубку, охватывающую АЭ с образованием РЗ, а также входной, выходной коллекторы, выполненные во фланцах, и каналы держателей. Коллекторы соединены с РЗ, АЭ и трубка закреплены во фланцах. Во фланцах выполнены пазы, держатели установлены через уплотнения (патент США №6026109, Н01S 3/02, 3/042, опубл. 2000 г.).The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is the TTLDN quantron, which contains AEs in the form of a rod, IONs located on holders around the AEs and facing it with a radiating region, CO AEs and IONs, flanges and an element connecting the flanges, the holders are located in the coaxial holes of the flanges, the CO contains a tube covering the AE with the formation of RE, as well as input and output manifolds made in the flanges and channels of the holders. The collectors are connected to the RE, AE and the tube is fixed in the flanges. Grooves are made in the flanges, the holders are installed through seals (US patent No. 6026109, Н01S 3/02, 3/042, publ. 2000).

При этом элемент, соединяющий фланцы, выполнен в виде двух трубчатых ребер и основания. Трубка закреплена во фланцах при помощи радиального уплотнения без прижима. Входной и выходной коллекторы сложной формы (близкой к треугольной) образованы крышками и фланцами. Входной и выходной коллекторы соединены с РЗ при помощи сужающихся кольцевых зазоров между фланцами и крышками. Каналы держателей соединены с входным, выходным коллекторами посредством каналов во фланцах и каналами между держателем и фланцем. Отверстия фланцев под держатели выполнены ступенчатыми, применено торцевое уплотнение держателей.The element connecting the flanges is made in the form of two tubular ribs and the base. The tube is fixed in the flanges by means of a radial seal without pressure. The input and output collectors of complex shape (close to triangular) are formed by covers and flanges. The inlet and outlet manifolds are connected to the RE using narrowing annular gaps between the flanges and the covers. The channels of the holders are connected to the inlet and outlet headers through channels in the flanges and channels between the holder and the flange. The holes of the flanges for the holders are made stepwise, the mechanical seal of the holders is applied.

Применение в качестве ИОН матриц лазерных диодов и расположение их равномерно вокруг АЭ позволяет равномерно заполнить АЭ излучением накачки, что уменьшает в нем термические напряжения, а также повышает эффективность накачки. Применение простой схемы каналов СО ИОН и АЭ позволяет просто и эффективно поддерживать оптимальную температуру элементов квантрона.The use of laser diode arrays as ion arrays and their uniform distribution around the AE makes it possible to uniformly fill the AE with pump radiation, which reduces thermal stresses in it and also increases the pump efficiency. The use of a simple channel scheme of the CO ION and AE can simply and efficiently maintain the optimum temperature of the quantron elements.

Однако применение основания и трубчатых ребер усложняет конструкцию и утяжеляет ее. При этом при большом количестве держателей будет затруднен доступ к ИОН со стороны основания. Узел крепления трубки требует высокой точности изготовления как самой трубки, так и элементов ее фиксации и уплотнения. Коллекторы имеют сложную форму. Наличие множества переходных каналов между каналами держателей и коллекторами может привести к увеличению гидравлического сопротивления СО и к снижению КПД квантрона. Обеспечение надежной фиксации группы держателей и их герметизация при помощи торцевого уплотнения в ступенчатых отверстиях фланцев потребует очень высокой точности изготовления элементов конструкции, либо надежность герметизации будет низкой. В ряде случаев (АЭ малого диаметра, облинзованные ИОН, использование РО с зеркальным покрытием с узкими щелями для ввода излучения накачки) потребуется высокая точность позиционирования ИОН, что в данном случае возможно лишь за счет высокой точности изготовления деталей, монтажа ИОН и сборки квантрона. При снижении точности возможно уменьшение запасенной в инверсной населенности энергии и, как следствие, - уменьшение мощности и КПД квантрона.However, the use of the base and tubular ribs complicates the design and makes it heavier. Moreover, with a large number of holders, access to the ION from the base will be difficult. The tube mounting unit requires high precision manufacturing of both the tube itself and its fixing and sealing elements. Collectors have a complex shape. The presence of many transition channels between the channels of the holders and collectors can lead to an increase in the hydraulic resistance of CO and to a decrease in the efficiency of the quantron. Ensuring reliable fixation of the group of holders and their sealing with the mechanical seal in the stepped holes of the flanges will require very high precision manufacturing of structural elements, or the reliability of the sealing will be low. In a number of cases (small diameter AEs, coated with IONs, the use of ROs with a mirror coating with narrow slots for introducing pump radiation), high accuracy of ION positioning will be required, which in this case is possible only due to the high accuracy of parts manufacturing, ION mounting and quantron assembly. With a decrease in accuracy, a decrease in the energy stored in the inverse population is possible and, as a consequence, a decrease in the power and efficiency of the quantron.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - увеличение мощности и КПД, а также повышение технологичности конструкции.The problem to which the invention is directed is to increase power and efficiency, as well as to increase the manufacturability of the structure.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения - повышение эффективности СО, увеличение запасенной в инверсной населенности энергии, оптимизация конструкции.The technical result obtained by using the proposed technical solution is to increase the efficiency of CO, increase the energy stored in the inverse population, and optimize the design.

Указанный технический результат достигается тем, что в квантроне твердотельного лазера с диодной накачкой, содержащем активный элемент в виде стержня, источники оптической накачки, расположенные на держателях вокруг активного элемента и обращенные к нему излучающей областью, систему охлаждения активного элемента и источников оптической накачки, фланцы и элемент, соединяющий фланцы при том, что держатели расположены в соосных отверстиях фланцев, система охлаждения содержит трубку, охватывающую активный элемент с образованием радиального зазора, входной, выходной коллекторы, выполненные во фланцах, и каналы держателей, коллекторы соединены с радиальным зазором, активный элемент и трубка закреплены во фланцах, держатели установлены через уплотнения, согласно изобретению элемент, соединяющий фланцы, выполнен в виде рамы, содержащей параллельные пластины, соединенные ребрами, трубка закреплена прижимами, система охлаждения снабжена установленными на фланцах входным, выходным патрубками, соединенными с входным, выходным коллекторами, образованными прижимами и фланцами, и каналами прижимов, которые соединяют входной, выходной коллекторы с радиальным зазором, каналы держателей соединены с входным, выходным коллекторами, держатели снабжены выполненными с обеих сторон ограничителями, взаимодействующими с торцевыми поверхностями фланцев, один из ограничителей каждого держателя выполнен с пазом, взаимодействующим с эксцентриком, эксцентрики установлены в отверстия одного из фланцев, соосные отверстия фланцев выполнены сквозными, уплотнения держателей выполнены радиальными.The indicated technical result is achieved by the fact that in the quantron of a solid-state laser with a diode pump containing an active element in the form of a rod, optical pump sources located on holders around the active element and facing it with a radiating region, a cooling system for the active element and optical pump sources, flanges and an element connecting the flanges, while the holders are located in the coaxial holes of the flanges, the cooling system includes a tube covering the active element with the formation of a radial of the clearance, the input, output manifolds made in the flanges and the channels of the holders, the collectors are connected to the radial clearance, the active element and the tube are fixed in the flanges, the holders are installed through seals, according to the invention, the element connecting the flanges is made in the form of a frame containing parallel plates connected by ribs, the tube is fixed by clamps, the cooling system is equipped with inlet and outlet nozzles mounted on flanges connected to inlet and outlet manifolds formed by clamps and flanges and, and clamping channels that connect the inlet and outlet manifolds with a radial clearance, the channels of the holders are connected to the inlet and outlet manifolds, the holders are equipped with stops made on both sides, interacting with the end surfaces of the flanges, one of the stops of each holder is made with a groove interacting with eccentric, eccentrics are installed in the holes of one of the flanges, the coaxial holes of the flanges are made through, the seals of the holders are made radial.

Применение пространственной рамы, состоящей из параллельных пластин с ребрами в качестве элемента, на котором квантрон собирается в единую конструкцию, обеспечивает простоту сборки квантрона. При этом конфигурация рамы (в частности, расположение ребер) обеспечивает свободный доступ к ним для электромонтажа и диагностики.The use of a spatial frame, consisting of parallel plates with ribs as an element on which the quantron is assembled in a single design, provides ease of assembly of the quantron. Moreover, the configuration of the frame (in particular, the location of the ribs) provides free access to them for electrical installation and diagnostics.

Применение держателей с ограничителями, а также уплотнение держателей радиальными кольцами в сквозных отверстиях фланцев и закрепление трубки в прижимах привело к снижению требований к точности изготовления деталей квантрона. Это также повысило надежность крепления элементов (особенно трубки) и гидравлических соединений.The use of holders with stops, as well as the sealing of the holders with radial rings in the through holes of the flanges and the fastening of the tube in the clamps, reduced the requirements for the accuracy of manufacturing parts of the quantron. It also increased the reliability of fastening elements (especially tubes) and hydraulic connections.

Применение держателей с возможностью регулировки углового положения при помощи пазов и эксцентриков, а также конфигурация рамы позволяет расположить и сориентировать держатели с ИОН относительно АЭ наиболее оптимальным образом, что приводит к повышению запасенной в инверсной населенности энергии.The use of holders with the ability to adjust the angular position using grooves and eccentrics, as well as the configuration of the frame allows you to arrange and orient the holders with ION relative to the AE in the most optimal way, which leads to an increase in the energy stored in the inverse population.

Наряду с этим, применение в СО патрубков, непосредственное соединение каналов держателей с коллекторами, а также описанные выше расположение и конфигурация элементов СО привели к снижению гидравлического сопротивления квантрона.Along with this, the use of nozzles in the CO, the direct connection of the channels of the holders with the collectors, as well as the location and configuration of the CO elements described above, led to a decrease in the hydraulic resistance of the quantron.

Помимо этого, соединение РЗ с коллекторами при помощи отверстий в прижиме позволило правильно распределить потоки ОЖ между каналами охлаждения АЭ и ИОН, допуская при этом изготовление остальных элементов СО с меньшей точностью.In addition, the connection of the RE with the collectors by means of holes in the clip made it possible to correctly distribute the coolant flows between the cooling channels of the AE and ION, while allowing the manufacture of the remaining elements of the CO with less accuracy.

Все это повысило эффективность СО квантрона, увеличило запасенную в инверсной населенности энергию и упростило его конструкцию. И таким образом, позволило решить задачу увеличения мощности и КПД квантрона, а также повысить технологичность конструкции.All this increased the efficiency of the quantron CO, increased the energy stored in the inverse population and simplified its design. And thus, it was possible to solve the problem of increasing the power and efficiency of the quantron, as well as to increase the manufacturability of the design.

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 общий вид квантрона.In FIG. 1 shows a general view of a quantron.

На фиг. 2 представлен продольный разрез квантрона.In FIG. 2 shows a longitudinal section of a quantron.

На фиг. 3 представлен поперечный разрез квантрона.In FIG. 3 shows a cross section of a quantron.

На фиг. 4 представлен общий вид рамы.In FIG. 4 shows a general view of the frame.

На фиг. 5 представлен общий вид фланца с пазами.In FIG. 5 shows a general view of a flange with grooves.

На фиг. 6 представлен общий вид держателя ИОН.In FIG. 6 is a general view of an ION holder.

На фиг. 7 представлен общий вид эксцентрика.In FIG. 7 is a general view of the eccentric.

Квантрон ТТЛДН (фиг. 1-3) состоит из рамы 1 (фиг. 4), фланца 2, фланца 3 (фиг. 5), входного и выходного патрубков 4, держателей 5 (фиг. 6), ИОН 6, трубки 7, прижимов 8, активного элемента 9, прижимов 10, эксцентриков 11. Рама 1, представляющая собой жесткую конструкцию в виде параллельных пластин 12 соединенных ребрами 13, служит для соединения фланцев 2, 3.The quantron TTLDN (Fig. 1-3) consists of a frame 1 (Fig. 4), a flange 2, a flange 3 (Fig. 5), inlet and outlet pipes 4, holders 5 (Fig. 6), ION 6, tubes 7, the clamps 8, the active element 9, the clamps 10, the cam 11. The frame 1, which is a rigid structure in the form of parallel plates 12 connected by ribs 13, serves to connect the flanges 2, 3.

Входной, выходной патрубки 4, трубка 7 совместно с входным выходным коллекторами а и каналами b, с, d образуют СО квантрона (СО АЭ и ИОН).The inlet and outlet nozzles 4, tube 7 together with the inlet outlet manifolds a and channels b, c, d form CO quantron (CO AE and ION).

Входной, выходной патрубки 4 расположены на фланцах 2, 3. Во фланцах 2, 3 закреплена трубка 7 прижимами 8 при помощи прокладок 14. Трубка 7 выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (стекло, сапфир и прочее). Фланцы 2, 3 и прижимы 8 образуют входной, выходной коллекторы a. Прижимы 8 содержат расположенные по кругу каналы b. Внутри трубки 7, коаксиально с ней, расположен АЭ 9, который закреплен во фланцах 2, 3 прижимами 8, 10 при помощи прокладок 15. Между наружной поверхностью АЭ 9 и внутренней поверхностью трубки 7 образован РЗ с. В качестве АЭ может использоваться стержень из YAG:Nd или иного твердого лазерного материала. Во фланцах 2, 3 выполнены группы соосных друг другу отверстий 16 для размещения держателей 5, на которых размещены ИОН 6. Держатели 5 содержат охлаждающие каналы d. В качестве ИОН 6 могут использоваться полупроводниковые (в том числе лазерные) диоды, линейки, матрицы (в том числе с установленными на них линзами). Держатели 5 расположены вокруг АЭ 9, а излучающая область ИОН 6 направлена в сторону АЭ 9. Для герметизации соединения фланцев 2, 3 и держателей 5 служат уплотнения радиального типа на основе кольцевых прокладок 17. Для предотвращения перемещения держателей 5 относительно фланцев 2, 3, держатели снабжены ограничителями 18, 19, которые взаимодействуют с фланцами 2, 3. Для регулировки углового положения держателей 5 с ИОН 6 служат эксцентрики 11, установленные в цилиндрические отверстия 20 фланца 3, взаимодействующие с пазами 21 ограничителей 19. Для простой и надежной защиты ИОН 6 от воздействия окружающей среды квантрон может быть закрыт съемными панелями 22, установленными на раме 1.The inlet and outlet nozzles 4 are located on the flanges 2, 3. In the flanges 2, 3, the tube 7 is fixed by clamps 8 using gaskets 14. The tube 7 is made of a material transparent for pump radiation (glass, sapphire, etc.). Flanges 2, 3 and clamps 8 form the input and output collectors a. Clips 8 contain channels located in a circle b. Inside the tube 7, coaxially with it, is located AE 9, which is fixed in the flanges 2, 3 with clamps 8, 10 by means of gaskets 15. Between the outer surface of the AE 9 and the inner surface of the tube 7 is formed RE s. As AE, a rod made of YAG: Nd or other solid laser material can be used. In the flanges 2, 3 there are groups of holes 16 aligned to each other to accommodate the holders 5, on which the ion 6 is placed. The holders 5 contain cooling channels d. As ION 6, semiconductor (including laser) diodes, arrays, arrays (including those with lenses mounted on them) can be used. The holders 5 are located around the AE 9, and the emitting region of the ION 6 is directed towards the AE 9. To seal the connection of the flanges 2, 3 and the holders 5, radial seals based on the ring gaskets 17 are used. To prevent the movement of the holders 5 relative to the flanges 2, 3, the holders equipped with stops 18, 19, which interact with the flanges 2, 3. To adjust the angular position of the holders 5 with ION 6, eccentrics 11 are installed in the cylindrical holes 20 of the flange 3, interacting with the grooves 21 of the stops 19. For simple th and reliable protection of ION 6 from environmental influences, the quantron can be closed by removable panels 22 mounted on frame 1.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче питающего напряжения ИОН 6 начинают генерировать излучение накачки, которое поглощается АЭ 9. При этом в АЭ 9 и ИОН 6 выделяется тепло, для отвода которого служит жидкостная СО. ОЖ подается в квантрон через входной патрубок 4 (например, в левый на фиг. 2) и поступает во входной коллектор а, где разделяется на потоки охлаждения АЭ 9 и ИОН 6.When the supply voltage is applied, ION 6 begin to generate pump radiation, which is absorbed by AE 9. At the same time, heat is generated in AE 9 and ION 6, and liquid CO is used to remove it. The coolant is supplied to the quantron through the inlet pipe 4 (for example, to the left in Fig. 2) and enters the input manifold a, where it is divided into cooling flows AE 9 and ION 6.

Для охлаждения АЭ 9 ОЖ из входного коллектора а через каналы b прижимов 8 трубки поступает в РЗ с. Пройдя вдоль поверхности АЭ 9 и охладив его, ОЖ попадает через каналы b прижимов 8 в выходной коллектор а, откуда выводится из квантрона через выходной патрубок 4.To cool the AE 9, the coolant from the inlet collector a passes through the channels b of the clamps 8 of the tube into the RE s. After passing along the surface of the AE 9 and cooling it, the coolant enters through the channels b of the clamps 8 into the output collector a, from where it is removed from the quantron through the output pipe 4.

Охлаждение ИОН 6 происходит следующим образом: ОЖ из входного коллектора а попадает в каналы держателей d, имеющих тепловой контакт с ИОН 6. Пройдя по каналам держателей d и охладив ИОН 6, ОЖ попадает в выходной коллектор а, откуда через выходной патрубок 4 выводится из квантрона.ION 6 is cooled as follows: the coolant from the input manifold a enters the channels of the holders d, which are in thermal contact with ION 6. Having passed through the channels of the holders d and cool the ION 6, the coolant enters the output manifold a , from where it is removed from the quantron through the outlet pipe 4 .

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 лазерной и оптико-механической промышленности при изготовлении устройств для медицины, технологии и других целей;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in the laser and optical-mechanical industry in the manufacture of devices for medicine, technology and other purposes;

- 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)

Квантрон твердотельного лазера с диодной накачкой содержит активный элемент в виде стержня, источники оптической накачки, расположенные на держателях вокруг активного элемента и обращенные к нему излучающей областью, систему охлаждения активного элемента и источников оптической накачки, фланцы и элемент, соединяющий фланцы, держатели расположены в соосных отверстиях фланцев, система охлаждения содержит трубку, охватывающую активный элемент с образованием радиального зазора, входной, выходной коллекторы, выполненные во фланцах, и каналы держателей, коллекторы соединены с радиальным зазором, активный элемент и трубка закреплены во фланцах, держатели установлены через уплотнения, отличающийся тем, что элемент, соединяющий фланцы, выполнен в виде рамы, содержащей параллельные пластины, соединенные ребрами, трубка закреплена прижимами, система охлаждения снабжена установленными на фланцах входным, выходным патрубками, соединенными с входным, выходным коллекторами, образованными прижимами и фланцами, и каналами прижимов, которые соединяют входной, выходной коллекторы с радиальным зазором, каналы держателей соединены с входным, выходным коллекторами, держатели снабжены выполненными с обеих сторон ограничителями, взаимодействующими с торцевыми поверхностями фланцев, один из ограничителей каждого держателя выполнен с пазом, взаимодействующим с эксцентриком, эксцентрики установлены в отверстия одного из фланцев, соосные отверстия фланцев выполнены сквозными, уплотнения держателей выполнены радиальными.The quantron of a diode-pumped solid-state laser contains an active element in the form of a rod, optical pump sources located on holders around the active element and facing it with a radiating region, a cooling system for the active element and optical pump sources, flanges and an element connecting the flanges, the holders are located in coaxial the holes of the flanges, the cooling system contains a tube covering the active element with the formation of a radial clearance, the input, output manifolds made in the flanges, and the channel holders, the collectors are connected with a radial clearance, the active element and the tube are fixed in the flanges, the holders are installed through seals, characterized in that the element connecting the flanges is made in the form of a frame containing parallel plates connected by ribs, the tube is fixed by clamps, the cooling system is equipped inlet and outlet nozzles mounted on flanges connected to inlet and outlet manifolds formed by clamps and flanges and clamp channels that connect the inlet and outlet manifolds with a radial clearance, the channels of the holders are connected to the inlet and outlet manifolds, the holders are equipped with stops made on both sides interacting with the end surfaces of the flanges, one of the stops of each holder is made with a groove interacting with the eccentric, the eccentrics are installed in the holes of one of the flanges, the coaxial holes flanges are made through; holders seals are made radial.
RU2015155545A 2015-12-23 2015-12-23 Laser head of solid-state laser with diode pumping RU2622237C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155545A RU2622237C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Laser head of solid-state laser with diode pumping

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015155545A RU2622237C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Laser head of solid-state laser with diode pumping

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622237C1 true RU2622237C1 (en) 2017-06-13

Family

ID=59068326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155545A RU2622237C1 (en) 2015-12-23 2015-12-23 Laser head of solid-state laser with diode pumping

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622237C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5636239A (en) * 1995-05-15 1997-06-03 Hughes Electronics Solid state optically pumped laser head
WO2000079654A9 (en) * 1999-06-24 2002-07-11 Jonathan S Dahm Diode-pumped laser with integral channel cooling
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
CN103811977A (en) * 2014-02-19 2014-05-21 中国电子科技集团公司第十三研究所 Solid laser module of semiconductor laser pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5636239A (en) * 1995-05-15 1997-06-03 Hughes Electronics Solid state optically pumped laser head
WO2000079654A9 (en) * 1999-06-24 2002-07-11 Jonathan S Dahm Diode-pumped laser with integral channel cooling
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
CN103811977A (en) * 2014-02-19 2014-05-21 中国电子科技集团公司第十三研究所 Solid laser module of semiconductor laser pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6140672B2 (en) Insulated LED device
EP1788676B1 (en) Modular assembly utilizing laser diode subassemblies with winged mounting blocks
US9574541B2 (en) Compact laser ignition device for combustion engine
CN103779782B (en) A kind of high-average power diode-pumped nd yag laser module and preparation method thereof
RU2498467C2 (en) Diode pumped optical amplifier head
US10007077B2 (en) Direct impingement cooling of fibers
RU2622237C1 (en) Laser head of solid-state laser with diode pumping
US8532154B2 (en) Laser diode arrangement
RU2614081C1 (en) Laser gun of solid-state laser with diode pumping
WO2015120367A1 (en) Split spectrum solar energy collector
RU2614079C2 (en) Laser gun with diode pumping
RU2597941C2 (en) Optical amplifier head with diode pumping (versions)
RU180913U1 (en) LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING
RU2497248C2 (en) Optical pumping structure
US6661827B2 (en) Pumping source
US20180191121A1 (en) Stress-optimized laser disk mounting systems
RU2623709C1 (en) Small-size laser head with liquid cooling
CN203415814U (en) Large power laser module
RU2579188C1 (en) Laser head of solid-state laser with diode pumping thermal stabilisation
RU2575673C1 (en) Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector
RU2599600C1 (en) High-power optical amplifier head with end diode pumping of active element in form of plate
US10236655B2 (en) Solid laser amplification device
RU2592056C1 (en) Solid-state laser emitter without fluid cooling with thermal stabilisation of diode pumping
RU2624403C1 (en) Module slab laser with diode pumping and a zigzag course of rays (versions)
WO2001013478A1 (en) Heat exchanger for high-power semiconductor lasers