石英高功率固体激光器聚光腔的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光器结构零部件，具体涉及一种石英高功率固体激光器聚光腔。
【背景技术】
[0002]常用泵浦灯在空间的辐射是全方位的，而固体工作物质一般都加工成圆柱棒形状，为了将泵浦灯发出的光能完全聚到工作物质上，必须采用聚光腔。目前，在固体激光器中金属聚光腔、陶瓷聚光腔、聚四氟乙烯聚光腔应用较广泛。金属聚光腔一般是属于镜面反射腔，特点是反射效率高，热传导快，加工方便，但是抛光费时，金属镀层的工艺较难控制。陶瓷聚光腔和树脂聚光腔一般是漫反射，陶瓷腔的特点是反射效率高，耐高温，加工时需要制作模具，陶瓷烧制工艺较难掌握；树脂的特点是反射效率一般，制作方便，价格低廉，缺点是不耐高温，不适合大功率激光器使用。对于高功率固体激光器而言，工作物质中热积累越大，工作物质温度变化不均匀容易造成工作物质或其它光学元件损伤，聚光腔容易污染，寿命较短。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述技术中的不足，本实用新型的目的在于:提供一种石英高功率固体激光器聚光腔，制作工艺简单，散热快，能够耐高温，耐腐蚀，使用寿命长。
[0004]为解决其技术问题，本实用新型所采取的技术方案为:
[0005]所述石英高功率固体激光器聚光腔，包括腔体和外壳，腔体置入在外壳内部，腔体和外壳两端分别通过端盖固定在一起，腔体设为中空结构，端面为椭圆形，共包括三层，由里而外分别为石英层、漫反射层和不锈钢层，椭圆形腔体的两个焦点位置分别平行设置激光棒和泵浦灯，腔体两端的端盖上对应设置进水口和出水口。
[0006]本实用新型中聚光腔腔体主要分为3层，外层为不锈钢层，与传统铝制材料相比，不锈钢材料散热性能好，导热性强，膨胀系数低，不易变形，适用于高功率高能量激光器；中层为漫反射层，材质优选掺氧化钇的氧化铝；内层为石英层，与陶瓷聚光腔和树脂聚光腔相比，石英材料耐腐蚀，不易损坏，容易清洗，使用寿命长。漫反射式聚光腔的腔体通常采用圆形腔，而高功率激光器长时间工作容易损伤污染聚光腔，改为椭圆形聚光腔后，即使使用较长的时间，产生部分镜面反射后仍可以保持激光棒接收泵浦光能量均匀，长时间工作功率稳定。
[0007]传统的石英聚光腔，是在腔体内打孔，孔内分别固定激光棒和泵浦灯，而本实用新型将整个聚光腔腔体设为中空结构，进水口和出水口分别通过水管连接至水箱，水箱内的水在石英聚光腔内循环流动，在激光器工作过程中，除去用于固定泵浦灯和激光棒的空间，其余空间均用于盛装冷却循环水，对于产热量较高的高功率激光器，散热效果更好，有效延长激光器的使用寿命。
[0008]其中，优选方案为:
[0009]所述端盖和外壳之间设置腔体密封圈；所述激光棒两端伸出腔体，分别通过O型圈和O型圈压板固定在腔体两端；所述泵浦灯两端伸出腔体，分别通过O型圈和O型圈压板固定在腔体两端，O型圈压板通过内六角螺栓进行固定，腔体密封圈和O型圈的设置均是为了增加腔体内部的密封性，防止工作过程中，聚光腔内部介质发生泄漏。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0011 ] 本实用新型制作工艺简单，散热快，能够耐高温，耐腐蚀，使用寿命长。聚光腔腔体主要分为3层，外层为不锈钢层，散热性能好，导热性强，膨胀系数低，不易变形，适用于高功率高能量激光器；内层为石英层，耐磨损，不易损坏，容易清洗，使用寿命长；腔体改为椭圆形，即使使用较长的时间，产生部分镜面反射后仍可以保持激光棒接收泵浦光能量均匀，长时间工作功率稳定。
[0012]本实用新型将整个聚光腔腔体设为中空结构，进水口和出水口分别通过水管连接至水箱，水箱内的水在石英聚光腔内循环流动，在激光器工作过程中，除去用于固定泵浦灯和激光棒的空间，其余空间均用于盛装冷却循环水，对于产热量较高的高功率激光器，散热效果更好，有效延长激光器的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1本实用新型结构示意图。
[0014]图2本实用新型腔体与外壳端面的截面示意图。
[0015]图中:1、电极接头；2、0型圈压板；3、0型圈；4、腔体密封圈；5、外壳；6、腔体；7、激光棒；8、泵浦灯；9、端盖；10、进水口 ；11、出水口 ；12、不锈钢层；13、漫反射层；14、石英层。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型实施例做进一步描述:
[0017]如图1示，本实用新型所述石英高功率固体激光器聚光腔，其特征在于，包括腔体6和外壳5，腔体6置入在外壳5内部，腔体6和外壳5两端分别通过端盖9固定在一起，腔体6设为中空结构，端面为椭圆形，共包括三层，由里而外分别为石英层14、漫反射层13和不锈钢层12，椭圆形腔体6的两个焦点位置分别平行设置激光棒7和泵浦灯8，腔体6两端的端盖9上对应设置进水口 10和出水口 11。
[0018]其中，端盖9和外壳5之间设置腔体密封圈4 ;激光棒7两端伸出腔体6，分别通过O型圈3和O型圈压板2固定在腔体6两端；泵浦灯8两端伸出腔体6，分别通过O型圈3和O型圈压板2固定在腔体6两端，O型圈压板2通过内六角螺栓进行固定，腔体密封圈4和O型圈3的设置均是为了增加腔体6内部的密封性，防止工作过程中，聚光腔内部介质发生泄漏。
[0019]本实用新型中聚光腔腔体6主要分为3层，外层为不锈钢层12，与传统铝制材料相比，不锈钢材料散热性能好，导热性强，膨胀系数低，不易变形，适用于高功率高能量激光器；中层为漫反射层13，材质优选掺氧化钇的氧化铝；内层为石英层14，与陶瓷聚光腔和树脂聚光腔相比，石英材料耐腐蚀，不易损坏，容易清洗，使用寿命长。漫反射式聚光腔的腔体通常采用圆形腔，而高功率激光器长时间工作容易损伤污染聚光腔，改为椭圆形聚光腔后，即使使用较长的时间，产生部分镜面反射后仍可以保持激光棒7接收泵浦光能量均匀，长时间工作功率稳定。
[0020]传统的石英聚光腔，是在腔体内打孔，孔内分别固定激光棒7和泵浦灯8，而本实用新型将整个聚光腔腔体6设为中空结构，进水口 10和出水口 11分别通过水管连接至水箱，水箱内的水在石英聚光腔内循环流动，在激光器工作过程中，除去用于固定泵浦灯8和激光棒7的空间，其余空间均用于盛装冷却循环水，对于产热量较高的高功率激光器，散热效果更好，有效延长激光器的使用寿命。
【主权项】
1.一种石英高功率固体激光器聚光腔，其特征在于，包括腔体(6)和外壳(5)，腔体(6)置入在外壳(5)内部，腔体(6)和外壳(5)两端分别通过端盖(9)固定在一起，腔体(6)设为中空结构，端面为椭圆形，共包括三层，由里而外分别为石英层(14)、漫反射层(13)和不锈钢层(12)，椭圆形腔体(6)的两个焦点位置分别平行设置激光棒(7)和泵浦灯(8)，泵浦灯(8)两端分别连接固定电极接头(1)，腔体(6)两端的端盖(9)上对应设置进水口(10)和出水口(11)。
2.根据权利要求1所述的石英高功率固体激光器聚光腔，其特征在于，所述端盖(9)和外壳(5)之间设置腔体密封圈⑷。
3.根据权利要求1所述的石英高功率固体激光器聚光腔，其特征在于，所述激光棒(7)两端伸出腔体(6)，分别通过O型圈(3)和O型圈压板⑵固定在腔体(6)两端。
4.根据权利要求1所述的石英高功率固体激光器聚光腔，其特征在于，所述泵浦灯(8)两端伸出腔体(6)，分别通过O型圈(3)和O型圈压板⑵固定在腔体(6)两端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种激光器结构零部件，具体涉及一种石英高功率固体激光器聚光腔，包括腔体，腔体置入在外壳内部，腔体和外壳两端分别通过端盖固定在一起，腔体设为中空结构，端面为椭圆形，共包括三层，由里而外分别为石英层、漫反射层和不锈钢层，椭圆形腔体的两个焦点位置分别平行设置激光棒和泵浦灯，腔体两端的端盖上对应设置进水口和出水口。本实用新型腔体外层为不锈钢层，散热性能好，导热性强；内层为石英层，耐腐蚀，易清洗，使用寿命长；腔体改为椭圆形，能够在长时间工作下保持功率稳定；腔体设为中空结构，工作过程中，除去用于固定泵浦灯和激光棒的空间，其余空间均用于盛装冷却循环水，加快散热效率，有效延长激光器的使用寿命。
【IPC分类】H01S3-042, H01S3-091
【公开号】CN204424677
【申请号】CN201520068802
【发明人】王学亮, 宋长青, 叶涛, 李广迪
【申请人】山东神思医疗设备有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月30日