石英高功率固體激光器聚光腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光器結(jié)構(gòu)零部件，具體涉及一種石英高功率固體激光器聚光腔。
【背景技術(shù)】
[0002]常用泵浦燈在空間的輻射是全方位的，而固體工作物質(zhì)一般都加工成圓柱棒形狀，為了將泵浦燈發(fā)出的光能完全聚到工作物質(zhì)上，必須采用聚光腔。目前，在固體激光器中金屬聚光腔、陶瓷聚光腔、聚四氟乙烯聚光腔應(yīng)用較廣泛。金屬聚光腔一般是屬于鏡面反射腔，特點(diǎn)是反射效率高，熱傳導(dǎo)快，加工方便，但是拋光費(fèi)時，金屬鍍層的工藝較難控制。陶瓷聚光腔和樹脂聚光腔一般是漫反射，陶瓷腔的特點(diǎn)是反射效率高，耐高溫，加工時需要制作模具，陶瓷燒制工藝較難掌握；樹脂的特點(diǎn)是反射效率一般，制作方便，價格低廉，缺點(diǎn)是不耐高溫，不適合大功率激光器使用。對于高功率固體激光器而言，工作物質(zhì)中熱積累越大，工作物質(zhì)溫度變化不均勻容易造成工作物質(zhì)或其它光學(xué)元件損傷，聚光腔容易污染，壽命較短。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的在于:提供一種石英高功率固體激光器聚光腔，制作工藝簡單，散熱快，能夠耐高溫，耐腐蝕，使用壽命長。
[0004]為解決其技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
[0005]所述石英高功率固體激光器聚光腔，包括腔體和外殼，腔體置入在外殼內(nèi)部，腔體和外殼兩端分別通過端蓋固定在一起，腔體設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，端面為橢圓形，共包括三層，由里而外分別為石英層、漫反射層和不銹鋼層，橢圓形腔體的兩個焦點(diǎn)位置分別平行設(shè)置激光棒和泵浦燈，腔體兩端的端蓋上對應(yīng)設(shè)置進(jìn)水口和出水口。
[0006]本實(shí)用新型中聚光腔腔體主要分為3層，外層為不銹鋼層，與傳統(tǒng)鋁制材料相比，不銹鋼材料散熱性能好，導(dǎo)熱性強(qiáng)，膨脹系數(shù)低，不易變形，適用于高功率高能量激光器；中層為漫反射層，材質(zhì)優(yōu)選摻氧化釔的氧化鋁；內(nèi)層為石英層，與陶瓷聚光腔和樹脂聚光腔相比，石英材料耐腐蝕，不易損壞，容易清洗，使用壽命長。漫反射式聚光腔的腔體通常采用圓形腔，而高功率激光器長時間工作容易損傷污染聚光腔，改為橢圓形聚光腔后，即使使用較長的時間，產(chǎn)生部分鏡面反射后仍可以保持激光棒接收泵浦光能量均勻，長時間工作功率穩(wěn)定。
[0007]傳統(tǒng)的石英聚光腔，是在腔體內(nèi)打孔，孔內(nèi)分別固定激光棒和泵浦燈，而本實(shí)用新型將整個聚光腔腔體設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，進(jìn)水口和出水口分別通過水管連接至水箱，水箱內(nèi)的水在石英聚光腔內(nèi)循環(huán)流動，在激光器工作過程中，除去用于固定泵浦燈和激光棒的空間，其余空間均用于盛裝冷卻循環(huán)水，對于產(chǎn)熱量較高的高功率激光器，散熱效果更好，有效延長激光器的使用壽命。
[0008]其中，優(yōu)選方案為:
[0009]所述端蓋和外殼之間設(shè)置腔體密封圈；所述激光棒兩端伸出腔體，分別通過O型圈和O型圈壓板固定在腔體兩端；所述泵浦燈兩端伸出腔體，分別通過O型圈和O型圈壓板固定在腔體兩端，O型圈壓板通過內(nèi)六角螺栓進(jìn)行固定，腔體密封圈和O型圈的設(shè)置均是為了增加腔體內(nèi)部的密封性，防止工作過程中，聚光腔內(nèi)部介質(zhì)發(fā)生泄漏。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011 ] 本實(shí)用新型制作工藝簡單，散熱快，能夠耐高溫，耐腐蝕，使用壽命長。聚光腔腔體主要分為3層，外層為不銹鋼層，散熱性能好，導(dǎo)熱性強(qiáng)，膨脹系數(shù)低，不易變形，適用于高功率高能量激光器；內(nèi)層為石英層，耐磨損，不易損壞，容易清洗，使用壽命長；腔體改為橢圓形，即使使用較長的時間，產(chǎn)生部分鏡面反射后仍可以保持激光棒接收泵浦光能量均勻，長時間工作功率穩(wěn)定。
[0012]本實(shí)用新型將整個聚光腔腔體設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，進(jìn)水口和出水口分別通過水管連接至水箱，水箱內(nèi)的水在石英聚光腔內(nèi)循環(huán)流動，在激光器工作過程中，除去用于固定泵浦燈和激光棒的空間，其余空間均用于盛裝冷卻循環(huán)水，對于產(chǎn)熱量較高的高功率激光器，散熱效果更好，有效延長激光器的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2本實(shí)用新型腔體與外殼端面的截面示意圖。
[0015]圖中:1、電極接頭；2、0型圈壓板；3、0型圈；4、腔體密封圈；5、外殼；6、腔體；7、激光棒；8、泵浦燈；9、端蓋；10、進(jìn)水口 ；11、出水口 ；12、不銹鋼層；13、漫反射層；14、石英層。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0017]如圖1示，本實(shí)用新型所述石英高功率固體激光器聚光腔，其特征在于，包括腔體6和外殼5，腔體6置入在外殼5內(nèi)部，腔體6和外殼5兩端分別通過端蓋9固定在一起，腔體6設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，端面為橢圓形，共包括三層，由里而外分別為石英層14、漫反射層13和不銹鋼層12，橢圓形腔體6的兩個焦點(diǎn)位置分別平行設(shè)置激光棒7和泵浦燈8，腔體6兩端的端蓋9上對應(yīng)設(shè)置進(jìn)水口 10和出水口 11。
[0018]其中，端蓋9和外殼5之間設(shè)置腔體密封圈4 ;激光棒7兩端伸出腔體6，分別通過O型圈3和O型圈壓板2固定在腔體6兩端；泵浦燈8兩端伸出腔體6，分別通過O型圈3和O型圈壓板2固定在腔體6兩端，O型圈壓板2通過內(nèi)六角螺栓進(jìn)行固定，腔體密封圈4和O型圈3的設(shè)置均是為了增加腔體6內(nèi)部的密封性，防止工作過程中，聚光腔內(nèi)部介質(zhì)發(fā)生泄漏。
[0019]本實(shí)用新型中聚光腔腔體6主要分為3層，外層為不銹鋼層12，與傳統(tǒng)鋁制材料相比，不銹鋼材料散熱性能好，導(dǎo)熱性強(qiáng)，膨脹系數(shù)低，不易變形，適用于高功率高能量激光器；中層為漫反射層13，材質(zhì)優(yōu)選摻氧化釔的氧化鋁；內(nèi)層為石英層14，與陶瓷聚光腔和樹脂聚光腔相比，石英材料耐腐蝕，不易損壞，容易清洗，使用壽命長。漫反射式聚光腔的腔體通常采用圓形腔，而高功率激光器長時間工作容易損傷污染聚光腔，改為橢圓形聚光腔后，即使使用較長的時間，產(chǎn)生部分鏡面反射后仍可以保持激光棒7接收泵浦光能量均勻，長時間工作功率穩(wěn)定。
[0020]傳統(tǒng)的石英聚光腔，是在腔體內(nèi)打孔，孔內(nèi)分別固定激光棒7和泵浦燈8，而本實(shí)用新型將整個聚光腔腔體6設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，進(jìn)水口 10和出水口 11分別通過水管連接至水箱，水箱內(nèi)的水在石英聚光腔內(nèi)循環(huán)流動，在激光器工作過程中，除去用于固定泵浦燈8和激光棒7的空間，其余空間均用于盛裝冷卻循環(huán)水，對于產(chǎn)熱量較高的高功率激光器，散熱效果更好，有效延長激光器的使用壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石英高功率固體激光器聚光腔，其特征在于，包括腔體(6)和外殼(5)，腔體(6)置入在外殼(5)內(nèi)部，腔體(6)和外殼(5)兩端分別通過端蓋(9)固定在一起，腔體(6)設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，端面為橢圓形，共包括三層，由里而外分別為石英層(14)、漫反射層(13)和不銹鋼層(12)，橢圓形腔體(6)的兩個焦點(diǎn)位置分別平行設(shè)置激光棒(7)和泵浦燈(8)，泵浦燈(8)兩端分別連接固定電極接頭(1)，腔體(6)兩端的端蓋(9)上對應(yīng)設(shè)置進(jìn)水口(10)和出水口(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英高功率固體激光器聚光腔，其特征在于，所述端蓋(9)和外殼(5)之間設(shè)置腔體密封圈⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英高功率固體激光器聚光腔，其特征在于，所述激光棒(7)兩端伸出腔體(6)，分別通過O型圈(3)和O型圈壓板⑵固定在腔體(6)兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英高功率固體激光器聚光腔，其特征在于，所述泵浦燈(8)兩端伸出腔體(6)，分別通過O型圈(3)和O型圈壓板⑵固定在腔體(6)兩端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種激光器結(jié)構(gòu)零部件，具體涉及一種石英高功率固體激光器聚光腔，包括腔體，腔體置入在外殼內(nèi)部，腔體和外殼兩端分別通過端蓋固定在一起，腔體設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，端面為橢圓形，共包括三層，由里而外分別為石英層、漫反射層和不銹鋼層，橢圓形腔體的兩個焦點(diǎn)位置分別平行設(shè)置激光棒和泵浦燈，腔體兩端的端蓋上對應(yīng)設(shè)置進(jìn)水口和出水口。本實(shí)用新型腔體外層為不銹鋼層，散熱性能好，導(dǎo)熱性強(qiáng)；內(nèi)層為石英層，耐腐蝕，易清洗，使用壽命長；腔體改為橢圓形，能夠在長時間工作下保持功率穩(wěn)定；腔體設(shè)為中空結(jié)構(gòu)，工作過程中，除去用于固定泵浦燈和激光棒的空間，其余空間均用于盛裝冷卻循環(huán)水，加快散熱效率，有效延長激光器的使用壽命。
【IPC分類】H01S3-042, H01S3-091
【公開號】CN204424677
【申請?zhí)枴緾N201520068802
【發(fā)明人】王學(xué)亮, 宋長青, 葉濤, 李廣迪
【申請人】山東神思醫(yī)療設(shè)備有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月30日