一种用于双棒串接的整体式聚光腔的制作方法
【专利摘要】一种用于双棒串接的整体式聚光腔，包括两支泵浦灯、两个激光棒、左反射瓦块、右反射瓦块、上反射瓦块、下反射瓦块。泵浦灯和激光棒设置在腔体内，前半部分泵浦灯和激光棒呈左右布局，后半部分泵浦灯和激光棒呈上下布局。左、右反射瓦块合起来构成第一反射腔，第一反射腔椭圆截面的长半轴为水平方向，前半部分的泵浦灯和激光棒分别与第一反射腔的两焦线同轴。上、下反射瓦块合起来构成第二反射腔，第二反射腔椭圆截面的长半轴为垂直方向，后半部分的泵浦灯和激光棒分别与第二反射腔的两焦线同轴，两个激光棒所处的焦线同轴。本发明有效解决了高功率输出的激光光束呈椭圆分布，两个方向发散角不一致的问题，大大提高了激光输出的功率和光束质量。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光器【技术领域】，具体是一种用于双棒串接的整体式聚光腔。 一种用于双棒串接的整体式聚光腔
【背景技术】
[0002] 固体激光器按照泵浦源和激光晶体的相对位置主要分为两种：一种是侧面泵浦 的，一种是端面泵浦的。在侧面泵浦的固体激光器中，泵浦灯侧面泵浦激光棒是使用最广泛 的一种。此种类型固体激光器中最核心的部件是聚光腔，聚光腔给泵浦灯和激光器棒之前 提供良好的耦合，实现了从电能到光能的转变。
[0003] 目前使用最广泛的聚光腔是金属材质的椭圆柱聚光腔，主要有单灯泵浦单棒、双 灯泵浦单棒、单灯泵浦双棒等结构形式。但是，要实现多棒串接结构形式的固体激光器，必 须采用两套以上的聚光腔，并且必须严格校准分别在左右方向和高低方向各个聚光腔之间 的直线度。而且，采用多套同样结构的聚光腔串接的固体激光器，泵浦灯构成的平面与激光 棒构成的平面始终是平行的，造成激光棒上与泵浦灯构成的平面平行的平面接受灯泵浦的 功率始终大于与泵浦灯构成的平面垂直的平面，从而导致高功率输出的激光光束呈椭圆分 布，水平方向与垂直方向的光束发散角也不一致，降低了激光的光束质量。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种用于双棒串接的整体式聚光腔，有效解决 了上述高功率输出的激光光束呈椭圆分布，两个方向发散角不一致的问题，大大提高了激 光输出的功率和光束质量。
[0005] -种用于双棒串接的整体式聚光腔，包括两支泵浦灯、两个激光棒、左反射瓦块、 右反射瓦块、上反射瓦块、下反射瓦块，泵浦灯和激光棒设置在腔体内，前半部分泵浦灯和 激光棒呈左右布局，后半部分泵浦灯和激光棒呈上下布局；所述左右可分离的左反射瓦块 和右反射瓦块合起来构成一个中间为单椭圆柱镂空的第一反射腔，所述第一反射腔椭圆截 面的长半轴为水平方向，所述前半部分的泵浦灯和激光棒分别与第一反射腔的两焦线同 轴，所述上下可分离的上反射瓦块和下反射瓦块合起来构成一个中间为单椭圆柱镂空的第 二反射腔，所述第二反射腔椭圆截面的长半轴为垂直方向，所述后半部分的泵浦灯和激光 棒分别与第二反射腔的两焦线同轴，所述两个激光棒所处的焦线同轴。
[0006] 如上所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，还包括设在左反射瓦块和右反射瓦块 两侧的左端头、右端头，以及设在上反射瓦块和下反射瓦块两侧的上端头、下端头，左端头、 右端头上设有分别供前半部分的泵浦灯和激光棒穿入的孔，上端头、下端头上设有分别供 后半部分的泵浦灯和激光棒穿入的孔。
[0007] 如上所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，左端头与左反射瓦块固定连接，右端 头与右反射瓦块固定连接，上端头与上反射瓦块固定连接，下端头与下反射瓦块固定连接； 所述左反射瓦块、左端头、下反射瓦块、下端头均固定在底板上，并可以在底板上的U形槽 内移动。
[0008] 如上所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，还包括进水座和出水座，进水座和出 水座均固定连接在底板上，所述左右端头、左右反射瓦块、上下端头、上下反射瓦块内均设 有供水循环的管路，端头两两之间套有用于穿过冷却水的玻璃管，玻璃管穿过反射瓦块构 成单椭圆柱空腔。
[0009] 如上所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，在聚光腔中部设有过渡管和过渡块， 过渡管用于密封两个激光棒之间的空白区域，过渡块分为上下两部分，用于压紧过渡管。 [0010] 如上所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，过渡块固定在底板上，并可以在底板 上的U形槽内移动。
[0011] 本发明通过将前半部分泵浦灯和激光棒左右布局，后半部分泵浦灯和激光棒上下 布局，而且前半部分和后半部分的两个激光棒所处的焦线同轴，这样的结构有利于激光棒 水平和垂直平面内接受的泵浦功率保持一致，从而消除了高功率输出的激光光束呈椭圆分 布，两个方向发散角不一致的问题，大大提高了激光输出的功率和光束质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明用于双棒串接的整体式聚光腔的结构示意图；
[0013] 图2是本发明两支泵浦灯1、两个激光棒2和反射瓦块3和4的剖视图；
[0014] 图3是本发明内水循环示意图。
[0015] 图中：1一泵浦灯，2-激光棒，3-左反射瓦块，4一右反射瓦块，5-左端头，6-右 端头，7-上反射瓦块，8-下反射瓦块，9-上端头，10-下端头，11-过渡管，12-过渡块， 13-底板，14 一进水座，15-出水座，16-泵浦灯玻璃管，17-激光棒玻璃管。
【具体实施方式】
[0016] 下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017] 请参考图1，本发明用于双棒串接的整体式聚光腔包括两支泵浦灯1、两个激光棒 2、左反射瓦块3、右反射瓦块4、左端头5、右端头6、上反射瓦块7、下反射瓦块8、上端头9、 下端头10、过渡管11、过渡块12、底板13、进水座14和出水座15。泵浦灯1和激光棒2设 置在腔体内，前半部分泵浦灯1和激光棒2呈左右布局，后半部分泵浦灯1和激光棒2呈上 下布局。泵浦灯1和激光棒2均有循环水流进行冷却。
[0018] 所述左反射瓦块3、左端头5、下反射瓦块8、下端头10、过渡块12均通过螺钉固定 在底板13上，并可以在底板13上的U形槽内移动，U形槽的设置可以保证前后两个激光棒 的同轴度。本发明的聚光腔中部设有过渡管11和过渡块12,过渡管11用于密封两个激光 棒2之间的空白区域；过渡块12分为上下两部分，用于压紧过渡管11，过渡管11的长度也 可随着前后两个泵浦单元之间的距离改变而调整。这样即可实现不同长度的激光棒之间的 串接，以及满足同长度激光棒串接实现差异化激光应用的要求。
[0019] 图2所示为两支泵浦灯1、两个激光棒2和反射瓦块3和4的剖视图。图上所示 16为泵浦灯冷却水通过的泵浦灯玻璃管，17为激光棒冷却水通过的激光棒玻璃管。所述左 右可分离的左反射瓦块3和右反射瓦块4合起来构成一个中间为单椭圆柱镂空的第一反射 腔，所述反射腔椭圆截面的长半轴为水平方向，所述前半部分的泵浦灯1和激光棒2分别与 该反射腔的两焦线同轴。所述左右可分离的反射瓦块（3、4)两侧分别设有左右端头（5、6)， 左右端头（5、6)上设有分别供泵浦灯1和激光棒2穿入的孔；左右端头（5、6)呈上下咬合 的"L"形，左端头5通过螺钉与左反射瓦块3相连接，右端头6通过螺钉与右反射瓦块4相 连接，更换泵浦灯时，只需将右端头6连同右反射瓦块4与左端头5和左反射瓦块3相分离 即可，换灯后无需重新进行光的调整和调试。
[0020] 所述上下可分离的上反射瓦块7和下反射瓦块8合起来构成一个中间为单椭圆柱 镂空的第二反射腔，所述第二反射腔椭圆截面的长半轴为垂直方向，所述后半部分的泵浦 灯1和激光棒2也分别与该反射腔的两焦线同轴，并且两个激光棒2所处的焦线同轴。这 样的结构有利于激光棒水平和垂直平面内接受的泵浦功率保持一致，从而消除了高功率输 出的激光光束呈椭圆分布，两个方向发散角不一致的问题，大大提高了激光输出的功率和 光束质量。
[0021] 所述上下可分离的反射瓦块（7、8)两侧分别设有上下端头（9、10)，上下端头（9、 10)上设有分别供泵浦灯1和激光棒2穿入的孔；上端头9通过螺钉与上反射瓦块7相连 接，下端头10通过螺钉与下反射瓦块8相连接，更换泵浦灯时，只需将上端头9连同上反射 瓦块7与下端头9和下反射瓦块8相分离即可，换灯后无需重新进行光的调整和调试。
[0022] 本发明的聚光腔还包括有进水座14和出水座15,进水座14和出水座15均通过螺 钉固定连接在底板13上。所述左右端头（5、6)、左右反射瓦块（3、4)、上下端头（9、10)、上 下反射瓦块（7、8)内均设有供水循环的管路。其中，端头两两之间套有玻璃管，玻璃管穿过 反射瓦块构成单椭圆柱空腔，并在玻璃管的端面与端头的管路接口处之间压有"0"形密封 圈。
[0023] 图3所述为本发明的聚光腔内水循环示意图。冷却水经过进水座14分别由底部 进入左端头5和下端头10,冷却水进入左端头5后再向左反射瓦块3、激光棒玻璃管17、右 端头6三个方向分流，经过左反射瓦块3、激光棒玻璃管17的冷却水直接在另一头的左端 头5处合流，而经过右端头6的冷却水依次经过泵浦灯玻璃管16、右反射瓦块4和另一头 的右端头6后进入另一头的左端头5与前述两股水流合流，合流的冷却水汇入出水座15后 流出聚光腔体。同样地，进入下端头10的冷却水再向下反射瓦块8、激光棒玻璃管17、上端 头9三个方向分流，经过下反射瓦块8和激光棒玻璃管17的冷却水直接在另一头的下端头 10处合流，而经过上端头9的冷却水依次经过泵浦灯玻璃管17、上反射瓦块7和另一头的 上端头9后进入另一头的下端头10与前述两股水流合流，合流的冷却水汇入出水座15后 流出聚光腔体。
【权利要求】
1. 一种用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：包括两支泵浦灯（1)、两个激光棒 (2)、左反射瓦块（3)、右反射瓦块（4)、上反射瓦块（7)、下反射瓦块（8)，泵浦灯（1)和激 光棒（2)设置在腔体内，前半部分泵浦灯（1)和激光棒（2)呈左右布局，后半部分泵浦灯 (1)和激光棒（2)呈上下布局；所述左右可分离的左反射瓦块（3)和右反射瓦块（4)合起 来构成一个中间为单椭圆柱镂空的第一反射腔，所述第一反射腔椭圆截面的长半轴为水平 方向，所述前半部分的泵浦灯（1)和激光棒（2)分别与第一反射腔的两焦线同轴，所述上下 可分离的上反射瓦块（7)和下反射瓦块（8)合起来构成一个中间为单椭圆柱镂空的第二反 射腔，所述第二反射腔椭圆截面的长半轴为垂直方向，所述后半部分的泵浦灯（1)和激光 棒（2)分别与第二反射腔的两焦线同轴，所述两个激光棒（2)所处的焦线同轴。
2. 如权利要求1所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：还包括设在左反 射瓦块（3)和右反射瓦块（4)两侧的左端头（5)、右端头（6)，以及设在上反射瓦块（7)和 下反射瓦块（8)两侧的上端头（9)、下端头（10)，左端头（5)、右端头（6)上设有分别供前半 部分的泵浦灯（1)和激光棒（2)穿入的孔，上端头（9)、下端头（10)上设有分别供后半部分 的泵浦灯⑴和激光棒⑵穿入的孔。
3. 如权利要求2所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：左端头（5)与左 反射瓦块（3)固定连接，右端头（6)与右反射瓦块（4)固定连接，上端头（9)与上反射瓦块 (7)固定连接，下端头（10)与下反射瓦块（8)固定连接；所述左反射瓦块（3)、左端头（5)、 下反射瓦块（8)、下端头（10)均固定在底板（13)上，并可以在底板（13)上的U形槽内移 动。
4. 如权利要求2或3所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：还包括进水 座（14)和出水座（15)，进水座（14)和出水座（15)均固定连接在底板（13)上，所述左右端 头（5、6)、左右反射瓦块（3、4)、上下端头（9、10)、上下反射瓦块（7、8)内均设有供水循环的 管路，端头两两之间套有用于穿过冷却水的玻璃管，玻璃管穿过反射瓦块构成单椭圆柱空 腔。
5. 如权利要求1所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：在聚光腔中部设 有过渡管（11)和过渡块（12)，过渡管（11)用于密封两个激光棒⑵之间的空白区域，过渡 块（12)分为上下两部分，用于压紧过渡管（11)。
6. 如权利要求5所述的用于双棒串接的整体式聚光腔，其特征在于：过渡块（12)固定 在底板（13)上，并可以在底板（13)上的U形槽内移动。
【文档编号】H01S3/091GK104092089SQ201410301238
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】付俊, 徐章地 申请人:武汉希利激光技术有限公司