專利名稱：多燈單棒固體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
多燈單棒固體激光器(-)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及固體激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種多燈單棒固體激光器。背景技術(shù)：
[0002]以釔鋁石榴石晶體棒或紅寶石晶體棒為工作物質(zhì)的固體激光器，其主要結(jié)構(gòu)還包括作為激勵能源的光泵和光學(xué)諧振腔。光泵也稱為泵浦光源，通常是由激光電源驅(qū)動的氙燈、氪燈。光泵的強光照射在晶體棒上，實現(xiàn)晶體棒的工作物質(zhì)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、產(chǎn)生激光。光學(xué)諧振腔兩端相互平行的反射鏡的反射作用使受激輻射連續(xù)進(jìn)行并不斷給光子加速；最后輸出激光。[0003]固體激光器輸出能量高，造價經(jīng)濟、體積小、運行費低。在激光加工、激光武器等方面有重要應(yīng)用。例如YAG固體激光器(即釔鋁石榴石固體激光器)多用于板材切割。[0004]目前泵浦光源的氙燈或氪燈瞬時功率和平均功率都不高。因為泵浦光源瞬時功率不高，就限制了單個YAG激光器輸出脈沖的峰值；因為泵浦光源平均功率不高，也限制了脈沖激光器高峰值功率的激光脈沖的重復(fù)頻率。這兩個因素嚴(yán)重制約了固體激光器激光切割的深度和速度?，F(xiàn)有的YAG固體激光器大多是用于5mm以下板材切割，且速度較慢。[0005]而在厚板切割、高速切割不得不選擇C02激光器，但C02激光器的造價高、體積龐大、運行費用高，極不經(jīng)濟。[0006]在氙燈或氪燈工藝沒有質(zhì)的突破的情況下，如何使泵浦光源瞬間功率倍增、使固體激光器輸出的高峰值功率激光脈沖重復(fù)頻率倍增，以及延長氙燈或氪燈壽命是激光加工行業(yè)關(guān)注的焦點，實現(xiàn)上述幾點即可大幅提升固體激光器切割厚度、速度、延長泵浦光源壽命、降低運行費用，固體激光器將可在眾多應(yīng)用場合、特別是板材切割場合取代昂貴的C02 激光器，意義重大。(三)實用新型內(nèi)容[0007]本實用新型的目的是設(shè)計一種多燈單棒固體激光器，N支泵浦燈圍繞著一支晶體棒對稱、均布在聚光腔內(nèi)，各燈連接激光電源，以使晶體棒得到的光能倍增，或者降低各燈的工作頻率，以提高激光器的功率和延長泵浦燈的壽命。[0008]本實用新型設(shè)計的多燈單棒固體激光器包括晶體棒、泵浦燈、聚光腔體和反射鏡， 所述晶體棒為釔鋁石榴石晶體棒或紅寶石晶體棒，所述泵浦燈為氙燈或氪燈，晶體棒安裝于聚光腔體的中心，經(jīng)聚光腔體兩端的晶體棒端口固定，泵浦燈也安裝于聚光腔體內(nèi)與晶體棒平行，經(jīng)聚光腔體兩端的燈電極接口與激光電源連接。聚光腔體內(nèi)壁有反光瓦。在聚光腔體兩端安裝有前、后反射鏡，冷卻液循環(huán)管道位于聚光腔體外側(cè)，有冷卻液管道接口與外部冷卻液循環(huán)系統(tǒng)連接。本實用新型的固體激光器有N支相同的泵浦燈環(huán)繞晶體棒對稱、 均勻排布，N為正整數(shù)，3 < N ( 20，各泵浦燈的激光電源連接上位控制器。[0009]每支泵浦燈連接一臺激光電源，或者一組串聯(lián)的2 5支泵浦燈連接一臺激光電源。各激光電源均連接上位控制器。[0010]本實用新型多燈單棒固體激光器使用時上位控制器將N支相同的泵浦燈分為M 組，M為N的正約數(shù)，每組有N/M支泵浦燈，根據(jù)期望激光器輸出的激光所需要的泵浦光能控制M組泵浦燈的激光電源，當(dāng)激光器輸出激光脈沖所需的泵浦能量的頻率為F、單脈沖泵浦功率為W、脈沖寬度為t，上位控制器將需要輸出的激光脈沖以M個為一段，控制M組中的各支泵浦燈按頻率(1/M)F、單脈沖泵浦功率為(M/N)W、脈沖寬度為t、每組順序分別在每段的第i個脈沖時工作，i為各組泵浦燈的組序號。當(dāng)需要激光器輸出連續(xù)激光所需泵浦功率為W，上位控制器控制M組各支泵浦燈按泵浦功率(M/N) W、每組持續(xù)T時段、M次循環(huán)輪流工作；或者上位控制器控制各支泵浦燈按泵浦功率(1/N)W同步工作。[0011]本實用新型多燈單棒固體激光器的優(yōu)點為1、通過N支泵浦燈交替或同步組合工作，在輸出激光頻率和平均功率相同的前提下，可以降低每支泵浦燈的工作頻率和/或降低其平均功率；從而成倍地延長泵浦光源的壽命；2、激光器具有N支泵浦燈，雖然單支泵浦燈的功率沒有改變，通過多支泵浦燈的同步工作，激光器可獲得倍增的泵浦功率，輸出激光功率倍增；3、本實用新型可用于激光切割等設(shè)備，可使切割速度和厚度大幅提升。

[0012]圖1為本多燈單棒固體激光器實施例1整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0013]圖2為圖1的A-A向剖面圖；[0014]圖3為圖1的B-B向剖面圖；[0015]圖4為本多燈單棒固體激光器實施例2聚光腔體橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖5為本多燈單棒固體激光器實施例1電路連接示意圖；[0017]圖6為本多燈單棒固體激光器實施例2電路連接示意圖。[0018]圖內(nèi)標(biāo)號為1、聚光腔體，2、冷卻液管道接口，2-1、冷卻液循環(huán)管道，3、燈電極接口，4、晶體棒端口，5、反射鏡，6、晶體棒，7、泵浦燈，8、反光瓦。
具體實施方式
[0019]實施例1[0020]如圖1至圖3及圖5所示，本例包括晶體棒6、泵浦燈7、聚光腔體1和反射鏡5， 所述晶體棒6為釔鋁石榴石晶體棒，所述泵浦燈7為氙燈，一根晶體棒6安裝于聚光腔體1 的中心，經(jīng)聚光腔體1兩端的晶體棒端口 4固定，4支相同的泵浦燈7安裝于聚光腔體1內(nèi)、 與晶體棒6平行、環(huán)繞晶體棒6對稱、均勻排布，泵浦燈7經(jīng)聚光腔體1兩端的燈電極接口 3與激光電源連接。聚光腔體1內(nèi)壁有反光瓦8。在聚光腔體1前、后安裝有反射鏡5，冷卻液循環(huán)管道2-1位于聚光腔體1外側(cè)，有冷卻液管道接口 2與外部冷卻液循環(huán)系統(tǒng)連接。 每支泵浦燈7連接一臺激光電源，4臺激光電源連接上位控制器。[0021]實施例2[0022]本例的晶體棒6、泵浦燈7、聚光腔體1、冷卻液循環(huán)管道2-1、反光瓦8及反射鏡5 的安裝與實施例1類似，所述晶體棒6為紅寶石晶體棒，所述泵浦燈7為氪燈。如圖4所示， 6支相同的泵浦燈7安裝于聚光腔體1內(nèi)、與晶體棒6平行、環(huán)繞晶體棒6對稱、均勻排布。 6支泵浦燈7按圓周順序標(biāo)號為Ll至L6，分為3組，即Ll和L4、L2和L5及L3和L6。如圖6所示，每組的2支泵浦燈7串聯(lián)、連接一臺激光電源，3臺激光電源連接上位控制器。[0023] 上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.多燈單棒固體激光器，包括晶體棒(6)、泵浦燈(7)、聚光腔體(1)和反射鏡(5)，所述晶體棒(6)為釔鋁石榴石晶體棒或紅寶石晶體棒，所述泵浦燈(7)為氙燈或氪燈，晶體棒 (6)安裝于聚光腔體(1)的中心，經(jīng)聚光腔體(1)兩端的晶體棒端口(4)固定，泵浦燈(7) 也安裝于聚光腔體⑴內(nèi)與晶體棒(6)平行，經(jīng)聚光腔體⑴兩端的燈電極接口(3)與激光電源連接，聚光腔體(1)內(nèi)壁有反光瓦(8)；在聚光腔體(1)兩端安裝有前、后反射鏡(5)， 冷卻液循環(huán)管道(2-1)位于聚光腔體(1)外側(cè)，有冷卻液管道接口( 與外部冷卻液循環(huán)系統(tǒng)連接；其特征在于所述固體激光器有N支相同的泵浦燈(7)環(huán)繞晶體棒(6)對稱、均勻排布，N為正整數(shù)， 3 ^ N ^ 20 ；各泵浦燈(7)的激光電源連接上位控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多燈單棒固體激光器，其特征在于所述每支泵浦燈(7)連接一臺激光電源，或者一組串聯(lián)的2 5支泵浦燈(7)連接一臺激光電源，各激光電源連接上位控制器。
專利摘要本實用新型為多燈單棒固體激光器，本激光器有N支相同的泵浦燈環(huán)繞晶體棒對稱、均勻排布，N為正整數(shù)，3≤N≤20，泵浦燈的激光電源連接上位控制器。每支或串聯(lián)的一組泵浦燈連接一臺激光電源。上位控制器將N支泵浦燈分為M組，M為N的正約數(shù)，當(dāng)輸出脈沖激光所需泵浦能量為頻率F、單脈沖泵浦功率W、脈沖寬度t，輸出激光脈沖M個為一段，各燈按頻率F/M、單脈沖泵浦功率WM/N、脈沖寬度t、每組在每段的第i個脈沖工作，i為組號。當(dāng)輸出連續(xù)激光所需泵浦功率為W，各燈以泵浦功率WM/N、每組持續(xù)T時段、M次循環(huán)輪流工作；或各燈按功率W/N同步工作。本實用新型降低每支燈的工作頻率、功率，成倍延長燈的壽命，或倍增泵浦功率。
文檔編號H01S3/092GK202333433SQ20112048397
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者呂虹, 吳勇強, 彭爾康, 梁偉, 黎勇改 申請人:桂林星辰科技有限公司, 深圳市星辰激光技術(shù)有限公司