二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，包括热沉块、侧面紧密散热组件和端面紧密散热组件，侧面紧密散热组件包括晶体夹持组件、侧面紧定螺栓和金属垫片，晶体夹持组件由四块结构相同的夹持块拼接构成；侧面紧定螺栓上设置有第一通光孔和第一六边形螺钉孔；端面紧密散热组件包括透明金刚石圆台、金刚石紧固件和端面紧定螺栓，金刚石紧固件上设有金刚石圆台安放孔和第二通光孔，端面紧定螺栓上设有第三螺纹孔和第二六边形螺钉孔；热沉块上设有圆台形通孔、第一螺纹孔、圆柱孔和第二螺纹孔。本实用新型设能够降低圆棒状激光晶体内部热负荷，最大限度地提高激光器输出功率并改善光束质量，避免了晶体炸裂。
【专利说明】二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光器散热【技术领域】，具体涉及一种二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置。
【背景技术】
[0002]近年来，二极管固体激光器在工业、医疗、军事、科研以及航空航天等领域得到了广泛的应用。但是，二极管泵浦固体激光器的发展依然受到很多因素的限制，激光晶体的热效应便是其中之一。传统的二极管端面泵浦固体激光器，通常采用圆棒状的激光晶体作为工作物质。对于晶体棒的散热，一般采用两块带有半圆形凹槽的金属热沉夹持，利用晶体相对较大的侧面与热沉的接触进行传导散热。传导散热具有全固化、结构稳定等诸多优点。但是，实际晶体与热沉的接触面并不绝对平整光滑，存在一定的粗糙度，使得晶体与热沉之间存在有限的接触热导，影响了晶体热耗的向外传递。另外，晶体棒与热沉间的接触热导受材料的热导率、表面粗糙度、装配压力大小及其分布的影响。晶体侧面受到的装配压强越大，接触热导越大，装配压强分布越均匀，散热效果越好。同时，对于端面泵浦的固体激光器，热耗主要集中在晶体的端头附近，会使晶体端头温度过高，出现严重的热透镜效应，影响到输出光束质量。热耗增大且散热不均匀时，会使晶体因受热不均而炸裂。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其结构简单、设计新颖合理，实现方便，使用操作便捷，能够降低圆棒状激光晶体内部热负荷，最大限度地提高激光器输出功率并改善光束质量，避免了晶体炸裂，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:包括热沉块、侧面紧密散热组件和端面紧密散热组件，所述侧面紧密散热组件包括用于夹持包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的晶体夹持组件和用于对晶体夹持组件施力紧固的侧面紧定螺栓，所述晶体夹持组件与侧面紧定螺栓之间设置有金属垫片；所述晶体夹持组件由四块结构相同的夹持块拼接构成，所述夹持块外轮廓的形状为四分之一圆台形，所述夹持块上两个平面相交的位置处设置有横截面为四分之一圆弧形的凹槽，四块夹持块拼接在一起后四个凹槽相配合形成了用于安放包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的圆棒状激光晶体安放槽；所述侧面紧定螺栓上设置有圆柱形的第一通光孔，所述侧面紧定螺栓上靠近一端端面处设置有第一六边形螺钉孔；所述端面紧密散热组件包括用于与包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的端面进行接触的透明金刚石圆台和用于套装在透明金刚石圆台上的金刚石紧固件，以及用于挤压金刚石紧固件对透明金刚石圆台与圆棒激光晶体端面进行紧固的端面紧定螺栓，所述金刚石紧固件外轮廓的形状为圆柱形，所述金刚石紧固件上一端设置有形状与透明金刚石圆台相配合的金刚石圆台安放孔，所述金刚石紧固件上另一端设置有圆柱形的第二通光孔，所述端面紧定螺栓上设置有用于固定泵浦光耦合光纤的第三螺纹孔，所述端面紧定螺栓上靠近一端端面处设置有第二六边形螺钉孔；所述热沉块上中间位置处横向设置有用于安放晶体夹持组件的圆台形通孔，所述热沉块上位于圆台形通孔的一侧设置有用于螺纹连接侧面紧定螺栓的第一螺纹孔，所述热沉块上位于圆台形通孔的另一侧依次设置有用于安放金刚石紧固件的圆柱孔和用于螺纹连接端面紧定螺栓的第二螺纹孔。
[0005]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热沉块的厚度方向上靠近圆台形通孔小端的位置处设置有分别位于圆台形通孔小端的上方和下方的上通液孔和下通液孔，所述上通液孔的两端内壁上和下通液孔的两端内壁上均设置有用于连接冷却液输送管的内螺纹。
[0006]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热沉块为长方体形状，所述热沉块的长度为50mm?80mm,所述热沉块的宽度为35mm?45mm,所述热沉块的高度为35mm?45mm。
[0007]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述圆棒状激光晶体为Nd: YAG激光晶体；所述透明金刚石圆台小端底面上镀有808nm的增透膜和1064nm的全反膜。
[0008]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热界面物质为铟箔，所述铟箔的厚度为30 μ m?70 μ m且单层包裹圆棒状激光晶体。
[0009]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述圆棒状激光晶体的直径为2mm?6mm,所述圆棒状激光晶体的长度为30mm?50mm ;所述晶体夹持组件大端底面直径为15mm?25mm，所述晶体夹持组件小端底面直径为7mm?13mm，所述晶体夹持组件的高度与圆棒状激光晶体的长度相等且为30mm?50mm ;所述圆棒状激光晶体安放槽的直径与圆棒状激光晶体的直径相等且为2_?6_ ;所述圆台形通孔大端内径与晶体夹持组件大端底面直径相等且为15mm?25mm，所述圆台形通孔小端内径与晶体夹持组件小端底面直径相等且为7_?13_，所述圆台形通孔的深度与晶体夹持组件的高度相等且为30mm?50mm。
[0010]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述侧面紧定螺栓的直径为25mm?35mm,所述侧面紧定螺栓的长度为6mm?IOmm ;所述第一通光孔的内径为7mm?13mm ;所述金属垫片为圆环状,所述金属垫片外圆直径为15mm?21mm,所述金属垫片内孔直径为7mm?13mm,所述金属垫片的厚度为Imm?3mm ;所述第一螺纹孔的内径与侧面紧定螺栓的直径相等且为25mm?35mm，所述第一螺纹孔的深度为7mm ?13mm0
[0011]上述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述透明金刚石圆台大端底面直径为6mm?IOmm,所述透明金刚石圆台小端底面直径为4mm?8mm,所述透明金刚石圆台的高度为2mm?4mm ;所述金刚石紧固件的外径为7mm?13mm,所述金刚石紧固件的高度为4_?6mm ;所述金刚石圆台安放孔大端内径与透明金刚石圆台大端底面直径相等且为6mm?10mm，所述金刚石圆台安放孔小端内径与透明金刚石圆台小端底面直径相等且为4_?8_，所述金刚石圆台安放孔的深度与透明金刚石圆台的高度相等且为2mm?4mm ;所述第二通光孔的内径大于圆棒状激光晶体的直径且为4mm?8mm,所述第二通光孔的深度为金刚石紧固件的高度减去金刚石圆台安放孔的深度；所述端面紧定螺栓的直径为7mm?13mm,所述端面紧定螺栓的长度为4mm?8mm ;所述第三螺纹孔的内径为4mm?8mm ;所述圆柱孔的内径与金刚石紧固件的外径相等且为7mm?13mm,所述圆柱孔的深度与金刚石紧固件的高度相等且为4mm?6mm ;所述第二螺纹孔的深度为4mm?8mm ο
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、本实用新型提供了一种用于激光二极管端面泵浦固体激光器中圆棒状激光晶体的端面与侧面组合紧密散热装置，散热装置的结构简单，设计新颖合理，实现方便，使用操作便捷。
[0014]2、本实用新型是采用四块夹持块对圆棒状激光晶体侧面紧密接触散热，并采用透明金刚石圆台对圆棒状激光晶体端面紧密接触散热的一种组合散热技术，采用侧面紧定螺栓实现圆棒状激光晶体侧面与晶体夹持组件的紧密接触，并采用端面紧定螺栓实现圆棒状激光晶体端面与透明金刚石圆台的紧密接触，是一种全固化的紧凑散热装置，能够提高圆棒状激光晶体侧面与热沉的接触热导数值、改善其分布的均匀性，并有效地利用圆棒状激光晶体的端面进行散热，从根本上提高圆棒状激光晶体侧面与端面的传导散热效率，降低圆棒状激光晶体内部热负荷，最大限度地提高激光器输出功率并改善光束质量；能够有效解决端面泵浦固体激光器晶体棒端头附近的散热，降低热透镜效应的同时避免晶体棒局部受热加剧而导致的晶体炸裂。
[0015]3、本实用新型在透明金刚石圆台小端底面上镀808nm的增透膜和1064nm的全反膜，能够使得连接在第三螺纹孔上的泵浦光耦合光纤输出的808nm的光全部通过，并使得从靠近侧面紧定螺栓的一端的圆棒状激光晶体反射回来的1064nm的光全部反射回去，有效地提高了激光耦合效果。
[0016]4、本实用新型的实现成本低，有助于推动二极管泵浦固体激光器的发展应用，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上所述，本实用新型设计新颖合理，实现方便，使用操作便捷，能够降低圆棒状激光晶体内部热负荷，最大限度地提高激光器输出功率并改善光束质量，避免了晶体炸裂，实用性强，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的装配图。
[0020]图2为本实用新型包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的结构示意图。
[0021]图3为本实用新型晶体夹持组件的结构示意图。
[0022]图4为本实用新型夹持块的结构示意图。
[0023]图5为本实用新型热沉块的结构示意图。
[0024]图6为本实用新型金属垫片的结构示意图。
[0025]图7为本实用新型侧面紧定螺栓的结构示意图。
[0026]图8为本实用新型透明金刚石圆台的结构示意图。
[0027]图9为本实用新型金刚石紧固件的结构示意图。
[0028]图10为本实用新型端面紧定螺栓的结构示意图。[0029]附图标记说明:
[0030]I一圆棒状激光晶体；2—热界面物质；3—晶体夹持组件；
[0031]3-1—夹持块；3-2—凹槽；4 一热沉块；
[0032]4-1—圆台形通孔； 4-2—第一螺纹孔；4-3—圆柱孔；
[0033]4-4一第二螺纹孔； 4-5—上通液孔；4-6—下通液孔；
[0034]5一金属垫片；6—侧面紧定螺栓；6-1—第一通光孔；
[0035]6-2—第一六边形螺钉孔；7—透明金刚石圆台；
[0036]8—金刚石紧固件； 8-1—金刚石圆台安放孔；
[0037]8-2一第二通光孔； 9一端面紧定螺检；9-1 一第二螺纹孔；
[0038]9-2—第二六边形螺钉孔；10—圆棒状激光晶体安放槽。
【具体实施方式】
[0039]如图1~图10所示，本实用新型包括热沉块4、侧面紧密散热组件和端面紧密散热组件，所述侧面紧密散热组件包括用于夹持包裹有热界面物质2的圆棒状激光晶体I的晶体夹持组件3和用于对晶体夹持组件3施力紧固的侧面紧定螺栓6，所述晶体夹持组件3与侧面紧定螺栓6之间设置有金属垫片5 ;所述晶体夹持组件3由四块结构相同的夹持块3-1拼接构成，所述夹持块3-1外轮廓的形状为四分之一圆台形，所述夹持块3-1上两个平面相交的位置处设置有横截面为四分之一圆弧形的凹槽3-2，四块夹持块3-1拼接在一起后四个凹槽3-2相配合形成了用于安放包裹有热界面物质2的圆棒状激光晶体I的圆棒状激光晶体安放槽10 ;所述侧面紧定螺栓6上设置有圆柱形的第一通光孔6-1，所述侧面紧定螺栓6上靠近一端端面处设置有第一六边形螺钉孔6-2 ;所述端面紧密散热组件包括用于与包裹有热界面物质2的圆棒状激光晶体I的端面进行接触的透明金刚石圆台7和用于套装在透明金刚石圆台7上的金刚石紧固件8，以及用于挤压金刚石紧固件8对透明金刚石圆台7与圆棒激光晶体I端面进行紧固的端面紧定螺栓9，所述金刚石紧固件8外轮廓的形状为圆柱形，所述金刚石紧固件8上一端设置有形状与透明金刚石圆台7相配合的金刚石圆台安放孔8-1，所述金刚石紧固件8上另一端设置有圆柱形的第二通光孔8-2，所述端面紧定螺栓9上设置有用于固定泵浦光耦合光纤的第三螺纹孔9-1，所述端面紧定螺栓9上靠近一端端面处设置有第二六边形螺钉孔9-2 ;所述热沉块4上中间位置处横向设置有用于安放晶体夹持组件3的圆台形通孔4-1，所述热沉块4上位于圆台形通孔4-1的一侧设置有用于螺纹连接侧面紧定螺栓6的第一螺纹孔4-2，所述热沉块4上位于圆台形通孔4-1的另一侧依次设置有用于安放金刚石紧固件8的圆柱孔4-3和用于螺纹连接端面紧定螺栓9的第二螺纹孔4-4。
[0040]如图1和图5所示，本实施例中，所述热沉块4的厚度方向上靠近圆台形通孔4-1小端的位置处设置有分别位于圆台形通孔4-1小端的上方和下方的上通液孔4-5和下通液孔4-6，所述上通液孔4-5的两端内壁上和下通液孔4-6的两端内壁上均设置有用于连接冷却液输送管的内螺纹。使用时，可以在上通液孔4-5和下通液孔4-6上均连接冷却液输送管，通过冷却液循环的方式使热沉块4上的热量散发出去。
[0041]如图1和图5所示，本实施例中，所述热沉块4为长方体形状，所述热沉块4的长度为50mm~80mm,所述热沉块4的宽度为35mm~45mm,所述热沉块4的高度为35mm~45mm。优选地,所述热沉块4的长度为60mm,所述热沉块4的宽度为40mm,所述热沉块4的高度为40_。
[0042]如图1、图2和图8所示，本实施例中，所述圆棒状激光晶体I为Nd: YAG激光晶体；所述透明金刚石圆台7小端底面上镀有808nm的增透膜和1064nm的全反膜。通过在透明金刚石圆台7小端底面上镀808nm的增透膜和1064nm的全反膜，能够使得连接在第三螺纹孔9-1上的泵浦光耦合光纤输出的808nm的光全部通过，并使得从靠近侧面紧定螺栓6的一端的圆棒状激光晶体I反射回来的1064nm的光全部反射回去，有效地提高了激光耦合效果O
[0043]如图1和图2所示，本实施例中，所述热界面物质2为铟箔，所述铟箔的厚度为30 μ m?70 μ m且单层包裹圆棒状激光晶体I。优选地，所述铟箔的厚度为50 μ m。
[0044]如图1、图2、图3和图5所示，本实施例中，所述圆棒状激光晶体I的直径为2mm?6mm,所述圆棒状激光晶体I的长度为30mm?50mm ;所述晶体夹持组件3大端底面直径为15mm?25mm,所述晶体夹持组件3小端底面直径为7_?13mm,所述晶体夹持组件3的高度与圆棒状激光晶体I的长度相等且为30mm?50mm ;所述圆棒状激光晶体安放槽10的直径与圆棒状激光晶体I的直径相等且为2mm?6mm ;所述圆台形通孔4-1大端内径与晶体夹持组件3大端底面直径相等且为15mm?25mm，所述圆台形通孔4-1小端内径与晶体夹持组件3小端底面直径相等且为7_?13_，所述圆台形通孔4-1的深度与晶体夹持组件3的高度相等且为30mm?50mm。优选地,所述圆棒状激光晶体I的直径为4mm,所述圆棒状激光晶体I的长度为40mm ;所述晶体夹持组件3大端底面直径为20mm,所述晶体夹持组件3小端底面直径为10mm，所述晶体夹持组件3的高度为40mm ;所述圆棒状激光晶体安放槽10的直径与圆棒状激光晶体I的直径相等且为4_ ;所述圆台形通孔4-1大端内径为20_，所述圆台形通孔4-1小端内径为IOmm,所述圆台形通孔4-1的深度为40mm。
[0045]如图1、图5、图6和图7所示，本实施例中，所述侧面紧定螺栓6的直径为25mm?35mm,所述侧面紧定螺栓6的长度为6mm?IOmm ;所述第一通光孔6-1的内径为7mm?13mm ;所述金属垫片5为圆环状,所述金属垫片5外圆直径为15mm?21mm,所述金属垫片5内孔直径为7mm?13mm,所述金属垫片5的厚度为Imm?3mm ;所述第一螺纹孔4-2的内径与侧面紧定螺栓6的直径相等且为25mm?35mm,所述第一螺纹孔4-2的深度为7mm?13mm。优选地,所述侧面紧定螺栓6的直径为30mm,所述侧面紧定螺栓6的长度为8mm ;所述第一通光孔6-1的内径为IOmm ;所述金属垫片5为圆环状,所述金属垫片5外圆直径为18mm,所述金属垫片5内孔直径为IOmm,所述金属垫片5的厚度为2mm ;所述第一螺纹孔4_2的内径为30mm，所述第一螺纹孔4-2的深度与侧面紧定螺栓6的长度与金属垫片5的厚度的和相等且为10mm。将所述第一通光孔6-1的内径设置为10mm，有助于增大出射光的光斑大小和功率，提高出射光的能量。
[0046]如图1、图5、图8、图9和图10所示，本实施例中，所述透明金刚石圆台7大端底面直径为6mm?IOmm,所述透明金刚石圆台7小端底面直径为4mm?8mm,所述透明金刚石圆台7的高度为2mm?4mm ;所述金刚石紧固件8的外径为7mm?13mm,所述金刚石紧固件8的高度为4mm?6mm ;所述金刚石圆台安放孔8_1大端内径与透明金刚石圆台7大端底面直径相等且为6mm?IOmm,所述金刚石圆台安放孔8_1小端内径与透明金刚石圆台7小端底面直径相等且为4mm?8mm,所述金刚石圆台安放孔8-1的深度与透明金刚石圆台7的高度相等且为2mm?4mm ;所述第二通光孔8_2的内径大于圆棒状激光晶体I的直径且为4mm?8_，所述第二通光孔8-2的深度为金刚石紧固件8的高度减去金刚石圆台安放孔8-1的深度；所述端面紧定螺栓9的直径为7mm?13mm,所述端面紧定螺栓9的长度为4mm?8mm ；所述第三螺纹孔9-1的内径为4mm?8mm ;所述圆柱孔4_3的内径与金刚石紧固件8的外径相等且为7mm?13mm，所述圆柱孔4-3的深度与金刚石紧固件8的高度相等且为4mm?6mm ;所述第二螺纹孔4-4的深度为4mm?8_。优选地,所述透明金刚石圆台7的大端底面直径为8mm，所述透明金刚石圆台7的小端底面直径为6mm，所述透明金刚石圆台7的高度为3mm ;所述金刚石紧固件8的外径为IOmm,所述金刚石紧固件8的高度为5mm ;所述金刚石圆台安放孔8-1大端内径为8mm,所述金刚石圆台安放孔8_1小端内径为6mm,所述金刚石圆台安放孔8-1的深度为3mm ;所述第二通光孔8-2的内径为5mm,所述第二通光孔8-2的深度为2mm ;所述端面紧定螺栓9的直径为10mm，所述端面紧定螺栓9的长度为6mm ;所述第三螺纹孔9-1的内径与第二通光孔8-2的内径相等且为5mm ;所述圆柱孔4_3的内径为10mm，所述圆柱孔4-3的深度为5mm ;所述第二螺纹孔4_4的深度与端面紧定螺栓9的长度相等且为6mm。
[0047]具体实施时，所述热沉块4、晶体夹持组件3、金属垫片5、侧面紧定螺栓6、金刚石紧固件8和端面紧定螺栓9均由无氧铜制成。
[0048]本实用新型的使用过程是:
[0049](I)将圆棒状激光晶体I用热界面物质2包裹；
[0050](2)将包裹有热界面物质2的圆棒状激光晶体I用四块夹持块3-1组合夹持；
[0051](3)用硅脂均匀涂抹晶体夹持组件3的外表面和圆台形通孔4-1的内表面，以及金刚石紧固件8的侧面和金刚石紧固件8靠近金刚石圆台安放孔8-1大端的端面；
[0052](4)将晶体夹持组件3装入圆台形通孔4-1内；
[0053](5)将金属垫片5放入第一螺纹孔4-2内，并将侧面紧定螺栓6螺纹连接在第一螺纹孔4-2内；
[0054](6)转动侧面紧定螺栓6，用侧面紧定螺栓6通过金属垫片5对晶体夹持组件3施力装配，实现晶体夹持组件3的外表面与圆台形通孔4-1的内表面的紧密全接触，圆棒激光晶体I侧面产生的热量通过热界面物质2和晶体夹持组件3传递到热沉块4上进行散热；
[0055](7)将透明金刚石圆台7装入金刚石圆台安放孔8-1内，并将装有透明金刚石圆台7的金刚石紧固件8穿过第二螺纹孔4-4装入圆柱孔4-3内；
[0056](8 )将端面紧定螺栓9螺纹连接在第二螺纹孔4-4内，转动端面紧定螺栓9，通过端面紧定螺栓9对金刚石紧固件8施力，实现金刚石圆台7的大端端面与圆棒激光晶体I端面的紧密全接触，圆棒激光晶体I端面产生的热量通过金刚石圆台7和金刚石紧固件8传递到热沉块4上进行散热。
[0057]本实用新型能够提高圆棒状激光晶体侧面与热沉的接触热导数值、改善其分布的均匀性，并有效地利用圆棒状激光晶体的端面进行散热，从根本上提高圆棒状激光晶体侧面与端面的传导散热效率，降低圆棒状激光晶体内部热负荷，最大限度地提高激光器输出功率并改善光束质量；能够有效解决端面泵浦固体激光器晶体棒端头附近的散热，降低热透镜效应的同时避免晶体棒局部受热加剧而导致的晶体炸裂。
[0058]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:包括热沉块(4)、侧面紧密散热组件和端面紧密散热组件，所述侧面紧密散热组件包括用于夹持包裹有热界面物质(2)的圆棒状激光晶体(1)的晶体夹持组件(3)和用于对晶体夹持组件(3)施力紧固的侧面紧定螺栓(6)，所述晶体夹持组件(3)与侧面紧定螺栓(6)之间设置有金属垫片(5);所述晶体夹持组件(3)由四块结构相同的夹持块(3-1)拼接构成，所述夹持块(3-1)外轮廓的形状为四分之一圆台形，所述夹持块(3-1)上两个平面相交的位置处设置有横截面为四分之一圆弧形的凹槽(3-2)，四块夹持块(3-1)拼接在一起后四个凹槽(3-2)相配合形成了用于安放包裹有热界面物质(2)的圆棒状激光晶体(1)的圆棒状激光晶体安放槽(10);所述侧面紧定螺栓(6)上设置有圆柱形的第一通光孔(6-1)，所述侧面紧定螺栓(6 )上靠近一端端面处设置有第一六边形螺钉孔(6-2 );所述端面紧密散热组件包括用于与包裹有热界面物质(2)的圆棒状激光晶体(1)的端面进行接触的透明金刚石圆台(7)和用于套装在透明金刚石圆台(7)上的金刚石紧固件(8)，以及用于挤压金刚石紧固件(8)对透明金刚石圆台(7)与圆棒激光晶体(1)端面进行紧固的端面紧定螺栓(9)，所述金刚石紧固件(8)外轮廓的形状为圆柱形，所述金刚石紧固件(8)上一端设置有形状与透明金刚石圆台(7)相配合的金刚石圆台安放孔(8-1)，所述金刚石紧固件(8)上另一端设置有圆柱形的第二通光孔(8-2)，所述端面紧定螺栓(9)上设置有用于固定泵浦光耦合光纤的第三螺纹孔(9-1)，所述端面紧定螺栓(9)上靠近一端端面处设置有第二六边形螺钉孔(9-2);所述热沉块(4)上中间位置处横向设置有用于安放晶体夹持组件(3)的圆台形通孔(4-1)，所述热沉块(4)上 位于圆台形通孔(4-1)的一侧设置有用于螺纹连接侧面紧定螺栓(6)的第一螺纹孔(4-2)，所述热沉块(4)上位于圆台形通孔(4-1)的另一侧依次设置有用于安放金刚石紧固件(8)的圆柱孔(4-3)和用于螺纹连接端面紧定螺栓(9)的第二螺纹孔(4-4)。
2.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热沉块(4)的厚度方向上靠近圆台形通孔(4-1)小端的位置处设置有分别位于圆台形通孔(4-1)小端的上方和下方的上通液孔(4-5)和下通液孔(4-6)，所述上通液孔(4-5)的两端内壁上和下通液孔(4-6)的两端内壁上均设置有用于连接冷却液输送管的内螺纹。
3.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热沉块(4)为长方体形状，所述热沉块(4)的长度为50mm~80mm，所述热沉块(4)的宽度为35mm~45mm,所述热沉块(4)的高度为35mm~45mm。
4.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述圆棒状激光晶体(1)为Nd:YAG激光晶体；所述透明金刚石圆台(7)小端底面上镀有808nm的增透膜和1064nm的全反膜。
5.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述热界面物质(2)为铟箔，所述铟箔的厚度为30 μ m~70 μ m且单层包裹圆棒状激光晶体(1)。
6.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述圆棒状激光晶体(1)的直径为2mm~6mm,所述圆棒状激光晶体(1)的长度为30mm~50mm ;所述晶体夹持组件(3)大端底面直径为15mm~25mm,所述晶体夹持组件(3)小端底面直径为7mm~13mm，所述晶体夹持组件(3)的高度与圆棒状激光晶体(1)的长度相等且为30mm~50mm ;所述圆棒状激光晶体安放槽(10)的直径与圆棒状激光晶体(1)的直径相等且为2_~6_ ;所述圆台形通孔(4-1)大端内径与晶体夹持组件(3)大端底面直径相等且为15mm~25mm，所述圆台形通孔(4-1)小端内径与晶体夹持组件(3)小端底面直径相等且为7mm~13mm，所述圆台形通孔(4-1)的深度与晶体夹持组件(3)的高度相等且为 30mm ~50mm。
7.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述侧面紧定螺栓(6)的直径为25mm~35mm，所述侧面紧定螺栓(6)的长度为6mm~IOmm ;所述第一通光孔(6-1)的内径为7mm~13mm ;所述金属垫片(5)为圆环状，所述金属垫片(5)外圆直径为15mm~21mm,所述金属垫片(5)内孔直径为7mm~13mm,所述金属垫片(5)的厚度为1mm~3mm ;所述第一螺纹孔(4-2)的内径与侧面紧定螺栓(6)的直径相等且为25mm~35mm,所述第一螺纹孔(4-2)的深度为7mm~13mm。
8.按照权利要求1所述的二极管端泵固体激光器圆棒晶体端侧面组合散热装置，其特征在于:所述透明金刚石圆台(7)大端底面直径为6mm~IOmm,所述透明金刚石圆台(7)小端底面直径为4mm~8mm,所述透明金刚石圆台(7)的高度为2mm~4mm ;所述金刚石紧固件(8)的外径为7mm~13mm,所述金刚石紧固件(8)的高度为4mm~6mm ;所述金刚石圆台安放孔(8-1)大端内径与透明金刚石圆台(7)大端底面直径相等且为6mm~10mm，所述金刚石圆台安放孔(8-1)小端内径与透明金刚石圆台(7)小端底面直径相等且为4mm~8mm，所述金刚石圆台安放孔(8-1)的深度与透明金刚石圆台(7)的高度相等且为2mm~4mm ;所述第二通光孔(8-2)的内径大于圆棒状激光晶体(1)的直径且为4_~8_，所述第二通光孔(8-2)的深度为金刚石 紧固件(8)的高度减去金刚石圆台安放孔(8-1)的深度；所述端面紧定螺栓(9)的直径为7mm~13mm,所述端面紧定螺栓(9)的长度为4mm~8mm ;所述第三螺纹孔(9-1)的内径为4mm~8mm ;所述圆柱孔(4_3)的内径与金刚石紧固件(8)的外径相等且为7mm~13mm,所述圆柱孔(4-3)的深度与金刚石紧固件(8)的高度相等且为4mm~6mm ;所述第二螺纹孔(4-4)的深度为4mm~8_。
【文档编号】H01S3/042GK203774602SQ201420168003
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】刘海强 申请人:西安科技大学