一种用于微片式激光器的晶体固定装置的制作方法

文档序号:15107869发布日期:2018-08-04 17:34阅读:162来源:国知局

本实用新型涉及一种用于微片式激光器的晶体固定装置。

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背景技术:
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微片式固体激光器是一种小型、高质量的激光光源,可以连续或脉冲式工作、结构紧凑、使用方便,具有很好的应用前景,其中产生激光的核心元件是Nd:YAG晶体或Nd:YVO4晶体,其形状可以是方形或长方形,也可以是圆形,其尺寸范围一般为:厚度小于2mm,直径或边长一般在10mm以内,当用足够强的808nm激光照射到Nd:YAG或Nd:YVO4晶体上时,晶体会发出波长为1064nm的激光。

但上述晶体在808nm激光照射下温度会升高,为了维持较好的性能,必须对其散热,现有的微片式激光器中固定晶体和散热的方式如图1-3所示,图1中将晶体12放置在一金属套管11内,晶体压片13压着晶体12后再通过旋紧压块14锁紧;图2和图3中晶体12放置于金属套管11中,再直接通过晶体压块15锁紧,实现晶体的固定与散热,但上述固定和散热方式存在如下缺点:1、晶体与金属间的热接触不够充分;2、由于在泵浦光照射下,晶体温度会升高,而金属套管与晶体的热伸缩率相差较大,在多次使用后,晶体与金属套管的接触会逐渐变松,从而引起传热效果的降低和位置的微小移动,由于传热不良及晶体位移影响了激光的输出指标;3、在批量生产过程中也较难做到一致性,难以进行质量控制。

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技术实现要素:
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本实用新型克服了上述技术的不足,提供了一种用于微片式激光器的晶体固定装置,使晶体与导热板之间充分热接触,且减少导热板材料与晶体之间的热伸缩系数的差异,约束晶体使其不发生移位,提高了微片式固体激光器的耐用性以及激光光源的质量。

为实现上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:

一种用于微片式激光器的晶体固定装置,包括有顺次连接的第一导热板、第二导热板和第三导热板,所述第一导热板、第二导热板、第三导热板分别设有同心设置的第一通光孔、晶体连接孔、第二通光孔,所述晶体连接孔内设有晶体,所述晶体连接孔孔径均大于第一通光孔孔径和第二通光孔孔径,所述第一通光孔孔径和第二通光孔孔径均小于晶体外接圆直径。

所述第一导热板、第二导热板、第三导热板为导热陶瓷、钨铜片、蓝宝石中的一种或多种。

第一导热板与第三导热板厚度均大于0.1mm。

第一导热板、第二导热板与第三导热板形状尺寸均相同。

所述晶体连接孔孔径比晶体外接圆直径大10um以上。

所述晶体连接孔为圆孔或方孔,所述晶体形状为与晶体连接孔形状相同的圆柱状或方柱状。

所述晶体通过导热胶粘贴或低温金属焊料焊接在晶体连接孔内。

所述第一导热板与第二导热板、第二导热板与第三导热板之间通过导热胶粘贴或低温金属焊料焊接。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型保证激光晶体与导热板接触的紧密性和均匀性,保证产品质量和保持激光晶体通光面与导热板表面的平行,以保证后续工序的装配精度,导热板材料的热伸缩系数与晶体相近,以约束晶体使其不发生移位,便于批量生产控制。

[附图说明]

图1为现有技术应用一的剖视图;

图2为现有技术应用二的剖视图;

图3为现有技术应用三的剖视图;

图4为本实用新型实施例一分解图;

图5为本实用新型实施例一剖视图;

图6为本实用新型实施例二分解图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述:

如图4-6所示,一种用于微片式激光器的晶体固定装置,包括有顺次连接的第一导热板1、第二导热板2和第三导热板3,所述第一导热板1、第二导热板2、第三导热板3分别设有同心设置的第一通光孔4、晶体连接孔5、第二通光孔6,所述晶体连接孔5内设有晶体7,所述晶体连接孔5孔径均大于第一通光孔4孔径和第二通光孔6孔径,所述第一通光孔4孔径和第二通光孔6孔径均小于晶体7外接圆直径,泵浦光顺次穿过第一通光孔4、晶体7、第二通光孔6,泵浦光照射到晶体7上时,晶体7温度上升,热量传到第二导热板2、第一导热板1和第三导热板3上实现散热。

其中,所述第一导热板1、第二导热板2、第三导热板3可为导热陶瓷、钨铜片、蓝宝石中的同一种材质,也可为导热陶瓷、钨铜片、蓝宝石中的多种材质,更好地实现晶体7的散热。

第一导热板1、第二导热板2与第三导热板3形状尺寸均相同,便于第一通光孔4、晶体连接孔5、第二通光孔6间的同心设置,且所述第一导热板1与第三导热板3厚度均大于0.1mm,保证机械性能和提高散热性,所述晶体连接孔5孔径比晶体7直径大10um,便于将晶体7放置于晶体连接孔5内。

所述第一导热板1、第二导热板2、第三导热板的热导率均高于20W/m/k、热伸缩率均小于10*10-6/K。

如图4和图6所示,所述晶体连接孔5为圆孔或方孔,所述晶体7形状为与晶体连接孔5形状相同的圆柱状或方柱状。

所述晶体7通过导热胶粘贴或低温焊料焊接在晶体连接孔5内,所述第一导热板1与第二导热板2、第二导热板2与第三导热板之间通过导热胶粘贴或低温焊料焊接。

装配过程:先将晶体7通过导热胶或低温金属焊料粘焊在第一导热板1上,其中导热胶和低温焊料一定要涂覆均匀,且用一定的压力压紧,并在显微镜下观察,保证晶体7的中心与第一导热板1上的第一通光孔4的中心位置偏差小于0.1mm,晶体7的表面与第一导热板1的表面的平行度小于0.05mm,然后在第一导热板1与第二导热板2的接触面及第二导热板2上的晶体连接孔5内周边均匀涂覆导热胶或低温焊料,将第二导热板2上的晶体连接孔5对准晶体7卡上,并在第二导热板2与第三导热板3的接触面均匀涂覆导热胶或低温焊料,再将第三导热板3盖上并进行加热,使第一导热板1、第二导热板2与第三导热板3,以及晶体连接孔5与晶体7实现高温粘贴固定或焊接固定,温度根据据导热胶或低温焊料的熔点而定。

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