激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光器，包括激光器框体、激光器框体前盖、激光器框体后盖、楔形镜、反射棱镜、横隔板、偏振片、Q开关、全反射镜单元、扩束镜、扩束镜上盖、输出镜单元、Nd:YAG晶体、泵浦单元、散热器和风扇；本实用新型的激光器通过横隔板将所述激光器的内部分割成两个部分，且在所述泵浦单元部件侧，即所述激光器内发热量较大的一侧，采用设置于所述激光器框体的外部的散热器和风扇对所述激光器进行散热，使得所述激光器的体积较小，且用风冷替换了水冷，克服了水冷时一直存在的水箱漏水、冷却水流性差导致散热不足等致命故障，提高了系统的可靠性。
【专利说明】激光器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种激光器。
【背景技术】
[0002] 发展高性能激光器对提高我国装备仪器研制水平、提升我军战斗力具有十分重大 的现实意义。激光发明50年来，军事需求一直引领激光技术的发展。一台激光器重量由25 公斤下降为3公斤，功耗下降5倍，并且各项技术指标还有提升是跨时代的技术飞跃，原来 只能车载的重型装备，瘦身后可以应用于战斗机、直升机、无人机、遥控车，甚至单兵携带， 高性能激光器技术决定了未来战争的形式。
[0003] 高性能激光器目前处在技术飞跃的关键时期。高性能激光器泵浦方式正由传统的 氙灯泵浦源转变为半导体泵浦源，激光器效率由1-2%提高到10%左右，由此可以做到频 率更高，能量更大，体积更小，重量更轻。
[0004] 20Hz以上激光器列装产品目前仍以水冷为主，受限于尺寸、重量，导弹、飞机上应 用激光器比较有限，即使应用也有很多限制，会带来诸多问题。因此以前的激光制导激光 器不装在弹上、飞机上，弹上或飞机上只有探测器，以被动激光制导和驾束激光制导为主。 20Hz以上激光器国内最高指标为5. 5kg，尚处在实验室阶段，远不能满足实际应用需求。主 要瓶颈在于小型化设计、严酷环境下的热设计和高可靠设计。 实用新型内容
[0005] 本实用新型目的是提供一种体积小，无需水冷，且可靠性高的激光器。
[0006] 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：一种激光器，包括激光器框体、激光 器框体前盖、激光器框体后盖、楔形镜、反射棱镜、横隔板、偏振片、Q开关、全反射镜单元、扩 束镜、扩束镜上盖、输出镜单元、Nd:YAG晶体、泵浦单元、散热器和风扇；
[0007] 所述激光器框体前盖和激光器框体后盖分别通过螺钉固定于所述激光器框体两 侧；
[0008] 所述激光器框体为由上侧壁、下侧壁、前侧壁和后侧壁构成的长方体框体，所述长 方体框体的长度方向为所述激光器的激光束发射方向；
[0009] 所述楔形镜和反射棱镜均设置于所述后侧壁上，且所述楔形镜设置于所述激光器 框体内，所述反射棱镜设置于所述激光器框体外；
[0010] 所述横隔板平行于所述激光束发射方向坚直设置于所述激光器框体内，并将所述 激光器框体分成两个部分；
[0011] 所述偏振片和Q开关设置于所述横隔板上，所述全反射镜单元设置于所述前侧壁 上，且位于所述激光器框体内；所述偏振片、Q开关、全反射镜单元和所述楔形镜均位于所 述横隔板的同一侧，且处于同一直线上；
[0012] 所述扩束镜设置于所述前侧壁上，且位于所述激光器框体外；
[0013] 所述扩束镜上盖覆盖于所述扩束镜的一端；
[0014] 所述Nd: YAG晶体和输出镜单元设置于所述横隔板上，且所述Nd: YAG晶体和输出 镜单元位于所述横隔板的同一侧，且与所述偏振片不在所述横隔板同一侧；
[0015] 所述泵浦单元设置于所述激光器框体后盖上，且位于所述激光器框体内；
[0016] 所述散热器设置于所述激光器框体后盖上，且位于所述激光器框体外；
[0017] 所述风扇设置于所述散热器上。
[0018] 可选的，所述泵浦单元包括激光二极管阵列、加热电阻和半导体制冷器；所述激光 二极管阵列固定于所述激光器框体后盖上，所述加热电阻和半导体制冷器设置于所述激光 二极管阵列和所述激光器框体后盖之间。
[0019] 本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的激光器通过横隔板将所述激光器的 内部分割成两个部分，且在所述泵浦单元部件侧，即所述激光器内发热量较大的一侧，采用 设置于所述激光器框体的外部的散热器和风扇对所述激光器进行散热，使得所述激光器的 体积较小，且用风冷替换了水冷，克服了水冷时一直存在的水箱漏水、冷却水流性差导致散 热不足等致命故障，提高了系统的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的激光器的结构示意图；
[0021] 图2为本实用新型的激光器的结构另一示意图；
[0022] 图3为本实用新型的激光器的光路示意图；
[0023] 图中标记示意为：1_激光器框体；2-激光器框体前盖；3-激光器框体后盖；4-楔 形镜；5_反射棱镜；6-横隔板；7-偏振片；8-Q开关；9-全反射镜单兀；10-扩束镜；11-扩 束镜上盖；12-输出镜单元；13-Nd:YAG晶体；14-泵浦单元；15-散热器；16-风扇；17-激光 二极管阵列；18-半导体制冷器。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
[0025] 实施例1
[0026] 参考图卜3,本实施例提供了一种激光器，包括激光器框体1、激光器框体前盖2、 激光器框体后盖3、楔形镜4、反射棱镜5、横隔板6、偏振片7、Q开关8、全反射镜单兀9、扩束 镜10、扩束镜上盖11、输出镜单元12、Nd:YAG晶体13、泵浦单元14、散热器15和风扇16 ;
[0027] 所述激光器框体前盖2和激光器框体后盖3分别通过螺钉固定于所述激光器框体 1两侧；
[0028] 所述激光器框体1为由上侧壁、下侧壁、前侧壁和后侧壁构成的长方体框体，所述 长方体框体的长度方向为所述激光器的激光束发射方向；
[0029] 所述楔形镜4和反射棱镜5均设置于所述后侧壁上，且所述楔形镜4设置于所述 激光器框体1内，所述反射棱镜5设置于所述激光器框体1外；
[0030] 所述横隔板6平行于所述激光束发射方向坚直设置于所述激光器框体1内，并将 所述激光器框体1分成两个部分；
[0031] 所述偏振片7和Q开关8设置于所述横隔板6上；所述全反射镜单元9设置于所 述前侧壁上，且位于所述激光器框体内；所述偏振片7、Q开关8、全反射镜单元9和所述楔 形镜4均位于所述横隔板6的同一侧，且处于同一直线上；
[0032] 所述扩束镜10设置于所述前侧壁上，且位于所述激光器框体1外；
[0033] 所述扩束镜上盖11设置于所述扩束镜10的一端，以在将所述扩束镜上盖11盖在 所述扩束镜10的一端时，关闭所述扩束镜10,；并将所述扩束镜上盖11从所述扩束镜10的 一端移除时，打开所述扩束镜10 ;
[0034] 所述Nd: YAG晶体13和输出镜单元12设置于所述横隔板6上，且所述Nd: YAG晶 体13和输出镜单元12位于所述横隔板6的同一侧，且与所述偏振片7不在所述横隔板6 同一侧；
[0035] 所述泵浦单元14设置于所述激光器框体后盖3上，且位于所述激光器框体1内；
[0036] 所述散热器15设置于所述激光器框体后盖3上，且位于所述激光器框体1外；
[0037] 所述风扇16设置于所述散热器15上。
[0038] 本实用新型的激光器通过横隔板6将所述激光器的内部分割成两个部分，且在所 述泵浦单元14部件侧，即所述激光器内发热量较大的一侧，采用设置于所述激光器框体1 的外部的散热器15和风扇16对所述激光器进行散热，使得所述激光器的体积较小，且用风 冷替换了水冷，克服了水冷时一直存在的水箱漏水、冷却水流性差导致散热不足等致命故 障，提高了系统的可靠性。
[0039] 本实施例中，可选的，所述泵浦单元包括激光二极管阵列（Laser Diode Array) 17、加热电阻和半导体制冷器18 ;所述激光二极管阵列17固定于所述激光器框体后 盖3上，所述加热电阻和半导体制冷器18设置于所述激光二极管阵列17和所述激光器框 体后盖3之间，以通过所述激光二极管阵列实现所述激光的光源，即采用半导体泵浦方式， 使激光器的效率提高到10%左右，而且所述激光二极管阵列的寿命长，也解决了其他泵浦 激光器需要定期更换激光光源的难题；更进一步，采用所述半导体泵浦还使得激光器的重 复频率更高，能量更大，体积更小，重量更轻；且通过采用所述半导体制冷器，由于所述半导 体制冷器的体积小、重量轻，也使得激光器的体积和重量都有了减少，且半导体制冷也克服 了水冷一直存在水箱漏水、冷却水流性差导致散热不足等致命故障，并且存储周期从3-6 个月提商到5年以上。
[0040] 所述全反射镜单元9、输出镜单元12和反射棱镜5等部件构成激光器的谐振腔，所 述全反射镜单元9和输出镜单元12之间设置将谐振光路偏转的反射棱镜5,所述反射棱镜 5起到折叠谐振腔的作用，从而可以缩小所述激光器的体积；所述输出镜单元12与反射棱 镜5之间的距离为135mm，全反射镜单元9与反射棱镜5之间的距离为130mm。所述谐振腔 的总长为265mm。在所述谐振腔内引入楔形镜4,补偿全反射镜单元9和输出镜单元12之 间的对准误差。谐振腔内设置的偏振片7和Q开关8,实现电光调Q。
[0041] 所述Q开关8的晶体为LiNb03晶体，采用成熟的LiNb03晶体电光调Q技术是系统 实现的关键。可以保证脉宽稳定、能量稳定，并且对于系统效率、光束质量具有决定作用。
[0042] 所述电光调Q是指激光经过偏振片7后成为线偏振光。如果Q开关8的晶体上未 加电压，往返通过Q开关8的晶体的线偏振光的振动方向不变。所以当Q开关8的晶体上 有电压时，光束不能在谐振腔中通过，谐振腔处于低Q状态。由于外界激励作用，上能级粒 子数便迅速增加。当Q开关8的晶体上的电压突然除去时，光束可自由通过谐振腔，此时谐 振腔处于高Q值状态，从而产生激光脉冲。
[0043] 所述扩束镜上盖11起保护扩束镜10的作用。扩束镜10有两个用途：其一是扩展 激光束的直径；其二是减小激光束的发散角。
[0044] 所述半导体制冷器18的端面安装在所述激光器框体后盖3上，并通过半导体制冷 和强制风冷相结合，保证泵浦单元14稳定地工作，尤其在高温环境工作时，能提供相对稳 定的环境温度。
[0045] 以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0046] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等 同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术 方案的精神和范围。
【权利要求】
1. 一种激光器，其特征在于，包括激光器框体、激光器框体前盖、激光器框体后盖、楔 形镜、反射棱镜、横隔板、偏振片、Q开关、全反射镜单元、扩束镜、扩束镜上盖、输出镜单元、 Nd:YAG晶体、泵浦单元、散热器和风扇； 所述激光器框体前盖和激光器框体后盖分别通过螺钉固定于所述激光器框体两侧； 所述激光器框体为由上侧壁、下侧壁、前侧壁和后侧壁构成的长方体框体，所述长方体 框体的长度方向为所述激光器的激光束发射方向； 所述楔形镜和反射棱镜均设置于所述后侧壁上，且所述楔形镜设置于所述激光器框体 内，所述反射棱镜设置于所述激光器框体外； 所述横隔板平行于所述激光束发射方向坚直设置于所述激光器框体内，并将所述激光 器框体分成两个部分； 所述偏振片和Q开关设置于所述横隔板上，所述全反射镜单元设置于所述前侧壁上， 且位于所述激光器框体内；所述偏振片、Q开关、全反射镜单元和所述楔形镜均位于所述横 隔板的同一侧，且处于同一直线上； 所述扩束镜设置于所述前侧壁上，且位于所述激光器框体外； 所述扩束镜上盖覆盖于所述扩束镜的一端； 所述Nd: YAG晶体和输出镜单元设置于所述横隔板上，且所述Nd: YAG晶体和输出镜单 元位于所述横隔板的同一侧，且与所述偏振片不在所述横隔板同一侧； 所述泵浦单元设置于所述激光器框体后盖上，且位于所述激光器框体内； 所述散热器设置于所述激光器框体后盖上，且位于所述激光器框体外； 所述风扇设置于所述散热器上。
2. 根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述泵浦单元包括激光二极管阵列、力口 热电阻和半导体制冷器；所述激光二极管阵列固定于所述激光器框体后盖上，所述加热电 阻和半导体制冷器设置于所述激光二极管阵列和所述激光器框体后盖之间。
【文档编号】H01S3/0933GK203911216SQ201420347906
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】赵秀冕, 王喜超, 姜波 申请人:北京国科欣翼科技有限公司