防止激光器薄膜光学器件损伤的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全固态激光器领域，具体涉及一种防止激光器薄膜光学器件损伤的装置。
【背景技术】
[0002]高功率全固态激光器(DPL)在先进制造、激光医疗、前沿科学和国家安全等领域有着极为广阔的应用前景。然而，工作环境中的灰尘颗粒引起的激光打火、空气聚集湿度引起的结雾导致的激光器中薄膜光学器件损伤问题是限制激光器功率扩展、保持稳定性及其它高性能参数运转的重要因素，因此为高功率激光技术研究领域的热点及难点之一。
[0003]为解决上述问题，现有技术方案有:密封腔技术、被动吸附技术。密封腔技术通过将激光器置于充有惰性气体的密闭空间内，隔离外界灰尘及水分，从而防止其引起的薄膜光学器件损伤；被动吸附技术通过在激光器上放置干燥剂、不干胶等吸附介质实现对灰尘、水分的吸附。两种技术方案均可减少激光器周围灰尘、水分，是实现激光器功率扩展、保持激光器稳定性及其它高性能参数运转的重要技术方案。
[0004]现有的密封腔技术、被动吸附技术用于解决因灰尘、空气湿度引起的薄膜光学器件损伤存在以下问题:
[0005]I)密封腔技术无法实现100%密闭性，长时间使用时，由于实际应用环境复杂，密封腔漏气而引入其工作环境中的灰尘及气体，导致密封腔内灰尘含量、湿度增大，影响激光器薄膜光学器件安全及运行可靠性；
[0006]2)激光器高功率运转时，在高功率激光辐照及高温下密封腔内的各种激光器件均不同程度的释放气体与微尘，同时水冷管道在高水压下不可避免的泄露水蒸气，上述因素均导致密封腔内灰尘含量、湿度增大；
[0007]3)被动吸附技术仅当灰尘及气体中的水分运动至吸附物时才可实现有效吸附及清除，清除速率低、效果较差，且激光器高功率运转时，在高功率激光辐照及高温下吸附介质有可能将其释放。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，提供一种防止激光器薄膜光学器件损伤的装置，能够有效降低工作环境中气体的灰尘含量与湿度，从而有效的解决工作环境中的灰尘颗粒引起的激光打火、空气聚集湿度引起的结雾导致的激光器中薄膜光学器件损伤的问题。
[0009]为此目的，本发明提出一种防止激光器薄膜光学器件损伤的装置，包括:
[0010]密封腔和气流控制模块；其中，
[0011]所述密封腔内置激光器，所述密封腔内填充有工作气体，
[0012]所述气流控制模块与所述密封腔相连，用于对所述密封腔内的工作气体中的灰尘含量以及工作气体的湿度进行控制。
[0013]本发明实施例所述的防止激光器薄膜光学器件损伤的装置，采用密闭空间气流控制设计实时净化密封腔内气流，降低密封腔内气体的灰尘含量与湿度，防止灰尘和水分污染薄膜光学器件，从而实现有效防止密闭空间激光器薄膜光学器件损伤与延长使用寿命的目的，与现有技术相比可实时净化密封腔内气流、降低湿度，使之满足激光器运转对洁净度及湿度的要求。
【附图说明】
[0014]图1为本发明防止激光器薄膜光学器件损伤的装置一实施例的结构示意图；
[0015]图2为图1中的气流控制模块一实施例的结构示意图；
[0016]图3为本发明防止激光器薄膜光学器件损伤的装置另一实施例的结构示意图；
[0017]图4为本发明防止激光器薄膜光学器件损伤的装置又一实施例的结构示意图；
[0018]图5为本发明防止激光器薄膜光学器件损伤的装置又一实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]如图1和2所示，本实施例公开一种防止激光器薄膜光学器件损伤的装置，包括:
[0021]密封腔4和气流控制模块5 (包括图1中5-2、5-3、5-4、5-5所示的结构)；其中，
[0022]所述密封腔4内置激光器(由图1中1、2、3所示的结构组成)，所述密封腔4内填充有工作气体，
[0023]所述气流控制模块5与所述密封腔4相连，用于对所述密封腔4内的工作气体中的灰尘含量以及工作气体的湿度进行控制。
[0024]参看图1，本发明实施例中，激光器可以由栗浦模块1、激光增益介质2和光学器件3组成，所述激光增益介质2与光学器件3为薄膜光学器件；栗浦模块I，用于为激光器中的激光增益介质2提供栗浦能量以及热管理；激光增益介质2，吸收栗浦模块I提供的栗浦能量，产生激光增益；光学器件3，与所述激光增益介质2沿光轴放置，用于为所述激光增益提供正反馈、实现激光性能控制及激光传输方向控制；所述光学器件3与所述栗浦模块1、激光增益介质2组成具有特定激光性能的激光振荡器或者激光放大器(激光器)，实现激光振荡或者激光放大以及特定性能激光输出。
[0025]本发明所述的装置包括密封腔4和气流控制模块5，密封腔4，为所述栗浦模块1、激光增益介质2以及光学器件3组成的激光器提供密封环境；气流控制模块5，与密封腔4相连，一方面用于实现密封腔4内工作气体循环，实时控制工作气体中灰尘含量以及湿度值，另一方面，所述气流控制模块5由出气端5-2、回气端5-3、控制器5-4、循环通道5_5和气流定位控制器组成，还可以实时冷却、净化腔内薄膜光学器件，其具体工作过程为:
[0026]所述出气端5-2、回气端5-3与密封腔4连接，工作气体由所述出气端5_2进入并流经密封腔4，由所述回气端5-3导出密封腔4并导入控制器5-4 ;所述控制器5-4为所述工作气体中的灰尘含量及湿度提供实时控制，并为工作气体循环提供驱动力，使灰尘含量及湿度实时控制后符合要求的工作气体再经循环通道5-5回到回气端5-3，进而循环工作；所述循环通道5-5连接在出气端5-2或者回气端5-3，具有气流定位控制微结构设计(气流定位控制器)，对准薄膜光学器件的通光端面进行吹气或者吸气，实时冷却、净化薄膜光学器件，防止其端面湿气聚集结雾以及灰尘聚集导致打火，
[0027]所述对准薄膜光学器件的通光端面进行吹气，具体过程为:
[0028]所述循环通道连接在出气端5-5，气流定位控制器出气端将所述工作气体喷射至所述激光增益介质2端面，或者光学器件3通光端面，所述工作气体增大通光端面湍流，实现通光端面的冷却，同时带走其表面的灰尘实现所述通光端面净化；
[0029]所述对准薄膜光学器件的通光端面进行吸气，具体过程为:
[0030]所述循环通道5-5连接在回气端，气流定位控制器出气端对准激光器的激光增益介质2端面或者光学器件3通光端面，将所述激光增益介质2端面，或者光学器件3通光端面附近的工作气体吸入至循环管道5-5并带出密封腔4 ;所述回气端5-3工作气体被吸入过程增大通光端面湍流，实现通光端面的冷却，同时带走其表面的灰尘实现所述通光端面净化；
[0031]所述5-4由驱动器5-41、除尘器5_42、干燥器5_43、探测器5_44、处理器5_45、显示器5-46、报警器5-47组成，如图2所示:
[0032]驱动器5-41，用于为工作气体循环提供驱动力；
[0033]除尘器5-42，用于吸收工作气体中的灰尘颗粒，降低灰尘含量；
[0034]干燥器5-43，用于吸收工作气体中的水分，降低工作气体的湿度；
[0035]探测器5-44，用于探测工作气体中灰尘含量、以及湿度值，并将探测器5-44探测的信号反馈至处理器5-45 ;
[0036]处理器5-45，用于分析并处理数据，并将分析结果传输至显示器5-46显示，当工作气体中的灰尘含量或者湿度不满足设定值时，报警器5-47提供灰尘含量报警，或者湿度报警；实现激光器灰尘含量实时控制，防止薄膜光学器件通光端面打火，同时控制工作气体湿度，防止腔内湿气聚集结雾从而污染薄膜光学器件。
[0037]本发明实施例所述的防止激光器薄膜光学器件损伤的装置，采用密闭空间气流控制设计实时净化密封腔内气流，降低密封腔内气体的灰尘含量与湿度，防止灰尘和水分污染薄膜光学器件，从而实现有效防止密闭空间激光器薄膜光学器件损伤与延长使用寿命的目的，与现有技术相比可实时净化密封腔内气流、降低湿度，使之满足激光器运转对洁净度及湿度的要求。
[0038]可选地，参看图2和图3，在本发明防止激光器薄膜光学器件损伤的装置的另一实施例中，所述气流控制模块，包括:
[0039]出气端5-2、回气端5-3和控制器5_4 ;其中，
[0040]所述出气端5-2和回气端5-3与所述密封腔4连接，
[0041]所述控制器5-4，用于驱动所述工作气体循环，在所述工作气体循环的过程中，所述