專利名稱：一種全風冷端泵浦激光器的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光設備領域，更詳細地說，特別是涉及一種全風冷端泵浦 激光器。
背景技術：
目前，傳統的固體激光器通常采用燈泵浦，其泵浦效率約為3%到6 Q%。泵浦燈發射出的大量能量轉化為熱能，不僅造成固體激光器需采用笨重 的冷卻系統，而且大量熱能會造成工作物質不可消除的熱透鏡效應，使光束 質量變差。加之泵浦燈的壽命約為300小時，操作人員需花很多時間頻繁地 換燈，中斷系統工作，使自動化生產線的效率大大降低。與傳統燈泵浦激光 器比較，半導體泵浦激光器具有以下優點轉換效率高、性能可靠、壽命 長、輸出光束質量好等特點；在半導體泵浦的激光器中，傳統的激光器幾乎 全部使用水來循環冷卻，這不可避免的存在冷水機體積龐大、溫度控制不夠 精準且一般只能設置一個溫度、能耗大、噪音大等問題。對于端面泵浦激光 器來說，對溫度控制精度要求高且各元器件需有不同基準溫度，如果采用冷 水機勢必增加冷水機數量，若改用風冷方式則容易對激光器內各器件實現多 路不同溫度的精確控制。
如中國發明專利公開號為"CN 101005188A "名稱為"全風冷式端面泵 浦激光器"的專利公開了的一種全風冷式端面泵浦激光器，該全風冷式端面 泵浦激光器包括激光元器件、激光泵浦源、熱電制冷器，其特征在于整個 激光器腔體一體化設計，其內腔布局包括裝置激光元器件的激光諧振腔部 分、裝置激光泵浦源的泵浦腔部分，其外腔布局包括裝置熱電制冷器的溫度 控制腔部分及散熱器，激光諧振腔部分和泵浦腔部分緊鄰溫度控制腔的吸熱 端，散熱器裝置在溫度控制部分的散熱端；所述激光泵浦源為激光二極管， 所述熱電制冷器是電磁兼容性很好的半導體熱電制冷器。
該種全風冷式端面泵浦激光器由于整個激光器腔體一體化設計，將裝置激光元器件的激光諧振腔部分和裝置激光泵浦源的泵浦腔部分裝置在一個腔 體內，不便于拆卸，也不便于分開檢測，這樣如果激光器發生故障維護和修
理變的十分的不方便；同時，因為激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔的
最佳工作環境溫度并不相同，而在采用該種結構的全風冷式端面泵浦激光器 中，激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔只能在相同的環境溫度下進行工 作，不能將激光器的工作效率發揮到最大，且上述的光路系統中激光泵浦源 與全反鏡設置在同一軸線上，限制了激光器的工作頻率，當工作頻率較高時 全反鏡會將一部分光反射回來，反射到激光泵浦源，造成激光泵浦源毀壞。
發明內容
針對上述情況，本發明提供一種可以分別準確控制激光諧振腔部分和激 光泵浦源的泵浦腔工作環境溫度，且便于維護和修理的全風冷端泵浦激光器。
本發明一種全風冷端泵浦激光器包括激光元器件、激光泵浦源，其
中，全風冷端泵浦激光器還包括分立設置的、分別用于容置激光元器件的
激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔可拆卸連 接，
其中，所述激光諧振腔包括用于容置激光元器件的內盒體，與內盒體
鄰接布置的第一恒溫單元；
所述泵浦腔包括激光泵浦源，與該激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單
元；
所述內盒體內上設有激光元器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光 路系統，所述激光元器件包括光學耦合系統、光束激勵45度鏡、激光晶體、 調Q晶體、全反鏡、偏振片、輸出鏡，所述光學耦合系統、激光晶體及全反 鏡設置在同一軸線上，所述光束激勵45度鏡設置在光學耦合系統與激光晶體 之間，所述輸出鏡設置在通過光束激勵45度鏡光學中心且與所述光學耦合系 統、激光晶體及全反鏡所在軸的垂直線上，所述調Q晶體可設于激光晶體與 全反鏡之間，也可設于光束激勵45度鏡與輸出鏡之間；由于本全風冷端泵浦 激光器，采用激光諧振腔和泵浦腔分立設置的結構，使得維護全風冷端泵浦 激光器時可以方便的獨立檢測激光諧振腔和泵浦腔的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔和泵浦腔；同時因為對應激光諧振腔和泵浦腔分別設置了
第一恒溫單元和第二恒溫單元，使得可以分別準確控制激光諧振腔部分和泵 浦腔部分工作環境溫度，有利于發揮各元器件最佳光學特性。
在上述結構的基礎上所述激光諧振腔還包括用于容置內盒體和第一 恒溫單元的第一外腔體；所述泵浦腔還包括用于容置激光泵浦源與第二恒 溫單元的第二外腔體。
進一步，所述激光諧振腔和泵浦腔通過光纖線或連接頭可拆卸連接。
在上述結構的基礎上所述內盒體表面除與所述第一恒溫單元鄰接面外 的部分設有保溫層；通過在內盒外表面設置有保溫層，可以防止內盒與所述 第一恒溫單元鄰面外的環境進行熱交換，有利于內盒溫度穩定。
在上述結構的基礎上所述第一恒溫單元包括與內盒體鄰接布置的第 一導熱件，與該第一導熱件連接的第一熱電恒溫控制件，與該第一熱電恒溫 控制件連接的第一散熱裝置。
進一步，所述第一熱電恒溫控制件為第一半導體熱電恒溫器和與該第一 半導體熱電恒溫器連接的第一溫度探測控制電路；利用熱電半導體熱電恒溫 器作為加熱與致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗 小、體積小特點。
進一步，所述第一散熱裝置包括設在所述第一熱電恒溫控制件側壁上 的散熱片，和設置在所述第一熱電恒溫控制件上的第一散熱風扇。
在上述結構的基礎上所述第二恒溫單元包括與激光泵浦源鄰接布置 的第二導熱件，與該第二導熱件連接的第二熱電恒溫控制件，與該第二熱電 恒溫控制件連接的第二散熱裝置。
進一步，所述第二熱電恒溫控制件為第二半導體熱電恒溫器和與該第二 半導體熱電恒溫器連接的溫度探測控制電路；利用熱電半導體熱電恒溫器作 為加熱與致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、 體積小特點。
進一步，所述第二散熱裝置包括設在所述第二熱電恒溫控制件側壁上 的散熱片，和設置在所述第二熱電恒溫控制件上的第二散熱風扇。 進一步，所述激光泵浦源為激光二極管。
在上述結構的基礎上所述全風冷端泵浦激光器所述內盒體內還包括 光學耦合系統與激光諧振腔。進一步，所述內盒體與所述第一外腔體可拆卸連接；采用內盒體與第一 外腔體可拆卸連接的方式，可以方便的更換設置在內盒體內的激光元器件。
本發明一種全風冷端泵浦激光器通過采用激光諧振腔和泵浦腔分立設置 的結構，使全風冷端泵浦激光器維修時可以方便的獨立檢測激光諧振腔和泵 浦腔的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔和泵浦腔；同時因為對應激 光諧振腔和泵浦腔分別設置了第一恒溫單元和第二恒溫單元，使得可以分別 準確控制激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔工作環境溫度，有利于發揮 各元器件最佳光學特性。
下面結合具體實施方式
和附圖對本發明作進一步詳細的描述。 圖1是本發明一種具體實施方式
的立體結構示意圖。 圖2是本發明一種具體實施方式
的光路示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1至圖2，本發明的一種全風冷端泵浦激光器，包括激光元器 件(圖中未示出)、激光泵浦源22，其中，全風冷端泵浦激光器還包括分 立設置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔1和裝置激光泵浦源22的 泵浦腔2，該激光諧振腔1和泵浦腔通過光纖線3可拆卸連接；當然所述激 光諧振腔和泵浦腔也可以通過公知的光纖線或連接頭可拆卸連接，這里不再 贅述。
其中，所述激光諧振腔l包括第一外腔體ll，設置在該第一外腔體ll 內、用于容置激光元器件的內盒體12，設置在該第一外腔體ll內、與內盒體 12鄰接布置的第一恒溫單元13;
所述泵浦腔2包括第二外腔體21，設置在該第二外腔體21內的激光泵 浦源22，設置在該第二外腔21體內、與激光泵浦源22鄰接布置的第二恒溫單 元23;由于本全風冷端泵浦激光器，采用激光諧振腔l和泵浦腔2分立設置 的結構，使得維護全風冷端泵浦激光器時可以方便的獨立檢測激光諧振腔1 和泵浦腔2的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔1和泵浦腔2 ;同時 因為對應激光諧振腔1和泵浦腔2分別設置了第一恒溫單元13和第二恒溫單元13，使得可以分別準確控制激光諧振腔1部分和激光泵浦源22的泵浦腔2 部分工作環境溫度，有利于發揮各元器件最佳光學特性。
當然，根據具體結構需要也可以去掉第一外腔體11和第二外腔體21，這 里不再贅述.
本具體實施方式
中，在上述結構的基礎上所述內盒體12表面除與所述 第一恒溫單元13鄰接面外的部分設有保溫層(圖中未示出)；通過在內盒體
12外表面設置有保溫層，可以防止內盒體12與所述第一恒溫單元13鄰面外的 環境進行熱交換，有利于內盒體12內溫度穩定。
本具體實施方式
中，在上述結構的基礎上所述第一恒溫單元13包括 與內盒體鄰接布置的第一導熱件(圖中未示出)，與該第一導熱件連接的第
一熱電恒溫控制件14，與該第一熱電恒溫控制件14連接的第一散熱裝置。 本具體實施方式
中，進一步，所述第一熱電恒溫控制件14為半導體熱電
恒溫器(圖中未示出)和與該半導體熱電恒溫器連接的第一溫度探測控制電 路(圖中未示出)；利用熱電半導體熱電恒溫器(圖中未示出)作為加熱與 致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、體積小特占。
本具體實施方式
中，進一步，所述第一散熱裝置包括設在所述第一熱 電恒溫控制件14側壁上的散熱片(圖中未示出)，和設置在所述第一熱電恒
溫控制件14上的第一散熱風扇142 。
本具體實施方式
中，在上述結構的基礎上所述第二恒溫單元23包括
與激光泵浦源22鄰接布置的第二導熱件(圖中未示出)，與該第二導熱件連 接的第二熱電恒溫控制件24，與該第二熱電恒溫控制件24連接的第二散熱裝 置。
本具體實施方式
中，進一步，所述第二熱電恒溫控制件24為半導體熱電 恒溫器(圖中未示出)和與該半導體熱電恒溫器(圖中未示出)連接的第二 溫度探測控制電路(圖中未示出)；利用熱電半導體熱電恒溫器作為加熱與 致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、體積小特 點。
本具體實施方式
中，進一步，所述第二散熱裝置包括設在所述第二熱 電恒溫控制件24側壁上的散熱片(圖中未示出)，和設置在所述第二熱電恒 溫控制件24上的第二散熱風扇242 。本具體實施方式
中，進一步，所述激光泵浦源22為激光二極管。
本具體實施方式
中，在上述結構的基礎上所述全風冷端泵浦激光器所 述內盒體12內還包括光學耦合系統40與激光諧振腔(圖中未示出)；內盒 可以方形結構，也可以L形結構或者其他結構；激光諧振腔內安裝有激光元 器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光路系統，所述激光元器件包括光
學耦合系統40、光束激勵45度鏡41、激光晶體42、調Q晶體44、全反鏡45、 偏振片46、輸出鏡47、倍頻晶體48。另可在激光晶體42與全反鏡45之間設置 光闌43。光束激勵45度鏡41表面鍍有808nm增透及1064nm全反膜，即激光泵 浦源22輸出光為808nm光時，輸出光直接透過光束激勵45度鏡41 ，進入激光 晶體42，激光晶體42受泵輸出1064nm光后，經全反鏡45反射回來，透過激光 晶體42及光束激勵45度鏡41，由于光束激勵45度鏡41表面鍍有1064nm全反 膜，不會返回到光學耦合系統40中，而是全反進入輸出鏡47。
激光泵浦源22可與光學耦合系統40設置在同一軸線，也可與光學耦合系 統40之間采用光纖連接或其它連接方式任意設置。光學耦合系統40、激光晶 體42及全反鏡45設置在同一軸線上。所述光束激勵45度鏡41設置在光學耦合 系統40與激光晶體42之間，所述輸出鏡47設置在通過光束激勵45度鏡41光學 中心且與所述光學耦合系統40、激光晶體42及全反鏡45所在軸的垂直線上。 調Q晶體44可設置于激光晶體42與全反鏡45之間，也可設置于光束激勵45度 鏡41與輸出鏡47之間。另可在全反鏡47所在軸線上設置45。鏡49， 45°鏡49 為532nm全反、1064nm增透鏡。
本具體實施方式
中，進一步，所述內盒體12與所述第一外腔體11可拆卸 連接；采用內盒體12與第一外腔體11可拆卸連接的方式，可以方便的更換設 置在內盒體內12的激光元器件。
以上所述之具體實施方式
為本發明的較佳實施方式，并非以此限定本發 明的具體實施范圍，本發明的范圍包括并不限于本具體實施方式
；凡依照本 發明之形狀、結構或方法所作的等效變化均包含本發明的保護范圍內。
權利要求
1. 一種全風冷端泵浦激光器，包括激光元器件、激光泵浦源，其特征在于，全風冷端泵浦激光器還包括分立設置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔可拆卸連接；其中，所述激光諧振腔包括用于容置激光元器件的內盒體，與內盒體鄰接布置的第一恒溫單元；所述泵浦腔包括激光泵浦源，與該激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單元；所述內盒體內上設有激光元器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光路系統，所述激光元器件包括光學耦合系統、光束激勵45度鏡、激光晶體、調Q晶體、全反鏡、偏振片、輸出鏡，所述光學耦合系統、激光晶體及全反鏡設置在同一軸線上，所述光束激勵45度鏡設置在光學耦合系統與激光晶體之間，所述輸出鏡設置在通過光束激勵45度鏡光學中心且與所述光學耦合系統、激光晶體及全反鏡所在軸的垂直線上，所述調Q晶體可設于激光晶體與全反鏡之間，也可設于光束激勵45度鏡與輸出鏡之間。
2. 根據權利要求1所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 激光諧振腔還包括用于容置內盒體和第一恒溫單元的第一外腔體；所述泵 浦腔還包括用于容置激光泵浦源與第二恒溫單元的第二外腔體，所述內盒 體表面除與所述第一恒溫單元鄰接面外的部分設有保溫層。
3. 根據權利要求1所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第一恒溫單元包括與內盒體鄰接布置的第一導熱件，與該第一導熱件連接 的第一熱電恒溫控制件，與該第一熱電恒溫控制件連接的第一散熱裝置。
4. 根據權利要求3所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述第一熱電恒溫控制件為第一半導體熱電恒溫器和與該第一半導體熱電恒溫器 連接的第一溫度探測控制電路。
5. 根據權利要求3所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述第一散熱裝置包括設在所述第一熱電恒溫控制件側壁上的散熱片，和設置 在所述第一熱電恒溫控制件上的第一散熱風扇。.
6. 根據權利要求1所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二恒溫單元包括與激光泵浦源鄰接布置的第二導熱件，與該第二導熱件 連接的第二熱電恒溫控制件，與該第二熱電恒溫控制件連接的第二散熱裝 置。
7. 根據權利要求6所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二熱電恒溫控制件為第二半導體熱電恒溫器和與該第二半導體熱電恒溫器 連接的第二溫度探測控制電路。
8. 根據權利要求6所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二散熱裝置包括設在所述第二熱電恒溫控制件側壁上的散熱片，和設置 在所述第二熱電恒溫控制件上的第二散熱風扇。
9. 根據權利要求1所述的一種全風冷端泵浦激光器，其特征在于所述 激光諧振腔和泵浦腔通過光纖線或連接頭可拆卸連接。
全文摘要
本發明一種全風冷端泵浦激光器，包括激光元器件、激光泵浦源，其中，全風冷端泵浦激光器還包括分立設置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔通過可拆卸連接；所述激光諧振腔包括第一外腔體，設置在該第一外腔體內、用于容置激光元器件的內盒體，設置在該第一外腔體內、與內盒體鄰接布置的第一恒溫單元；所述泵浦腔包括第二外腔體，設置在該第二外腔體內的激光泵浦源，設置在該第二外腔體內、與激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單元；本全風冷端泵浦激光器可以分別準確控制激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔工作環境溫度，且便于維護和修理。
文檔編號H01S3/04GK101436746SQ200810142360
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月12日 優先權日2008年8月12日
發明者林金明, 毅 湯, 詠 王 申請人:深圳市泛友科技有限公司