激光晶体装夹座及固体激光器的制作方法

1.本申请涉及固体激光器技术领域，尤其是涉及一种激光晶体装夹座及固体激光器。


背景技术：

2.对于固体激光器的激光晶体，为了保证激光晶体的良好运转，需要对其进行散热；现有的散热方式是将激光晶体放置于如图1所示的散热结构内，该散热结构包括相连接的晶体底座1’和晶体上盖2’，并将底座锁紧在大底面上进行整体导热，其中上盖从激光晶体吸收的热量也要经由底座导入大底面；由于底座和上盖的接触面呈斜面，为了保证整个系统的良好散热，要求晶体的四周能够与底座和上盖严密贴合，底座和上盖相接触的斜面也要严密贴合，这样多方面的尺寸要求，对加工工艺的要求极高，导致设备成本加剧，且设备与晶体的装配难度大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种激光晶体装夹座及固体激光器，以在一定程度上解决现有技术中设备成本高，装配难度大的技术问题。
4.本实用新型提供了一种激光晶体装夹座，包括晶体底座和晶体上盖；所述晶体底座形成有相互垂直连接的第一侧壁和第二侧壁；所述晶体底座用于放置激光晶体，且激光晶体沿第一方向的一侧的侧壁能够与第一侧壁相抵靠并贴合，激光晶体沿第二方向的一侧的侧壁能够与第二侧壁相抵靠并贴合；所述晶体上盖包括第一盖板和第二盖板；所述第一盖板与所述第二侧壁相贴合并可拆卸连接，且所述第一盖板能够与所述激光晶体沿所述第一方向的另一侧的侧壁相抵靠贴合；所述第二盖板与所述第一侧壁相贴合并可拆卸连接，且所述第二盖板能够与所述激光晶体沿所述第二方向的另一侧的侧壁相抵靠贴合。
5.进一步地，所述第一盖板沿所述第二方向的一侧的侧壁能够与所述第二侧壁相贴合；所述第一盖板朝向所述第二侧壁的一侧的侧壁上开设有第一螺纹孔，所述第二侧壁上开设有第一通孔，所述第一螺纹孔和所述第一通孔的轴线方向沿所述第二方向延伸并同轴设置；所述第一通孔内设置有与所述第一螺纹孔相适配的第一紧固螺栓，所述第一盖板通过所述第一紧固螺栓与所述第二侧壁可拆卸连接。
6.进一步地，所述第二盖板沿所述第一方向的一侧的侧壁能够与所述第一侧壁相贴合；所述第二盖板开设有第二通孔，所述第一侧壁朝向所述第二盖板的一侧的侧壁上开设有第二螺纹孔，所述第二通孔和所述第二螺纹孔的轴线方向沿所述第一方向延伸并同轴设置；所述第二通孔内设置有与所述第二螺纹孔相适配的第二紧固螺栓，所述第二盖板通过所述第二紧固螺栓与所述第一侧壁可拆卸连接。
7.进一步地，所述激光晶体沿其周向包裹有第一铟片。
8.进一步地，所述第二盖板和所述第一侧壁之间装夹有第二铟片。
9.进一步地，所述晶体底座与所述第二盖板相对的位置处开设有凹槽，且所述凹槽
位于所述晶体底座远离所述激光晶体的一侧的侧壁上。
10.进一步地，所述激光晶体为nd:yvo4晶体。
11.进一步地，所述晶体底座还形成有安装座；所述晶体底座通过所述安装座放置于散热底面上。
12.进一步地，所述晶体底座和所述晶体上盖的材质均为紫铜。
13.本实用新型还提供了一种固体激光器，包括上述任一项所述的激光晶体装夹座。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型提供的一种激光晶体装夹座包括晶体底座和晶体上盖。晶体底座形成有第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁相互垂直连接并形成l型的安装位；激光晶体的横截面呈方形，激光晶体能够放置于晶体底座的第一侧壁上，使得激光晶体沿第一方向下壁面与第一侧壁相抵靠并贴合，同时激光晶体沿第二方向的一侧的侧壁面能够与第二侧壁相抵靠并贴合；晶体上盖包括第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板分别能够分别与晶体底座可拆卸连接，其中第一盖板沿水平方向的一侧的侧壁能够与第二侧壁相贴合，使第一盖板和晶体底座之间能够进行热传导，且第一盖板通过第二侧壁与晶体底座可拆卸连接；同时第一盖板的下壁面与第一侧壁相对平行设置，当第一盖板安装于第二侧壁上时，第一盖板的下壁面能够与激光晶体的上壁面相抵靠并贴合；第二盖板放置于第一侧壁上，第二盖板的下壁面与第一侧壁相贴合，使第二盖板和晶体底座之间可进行热传导，且第二盖板通过第一侧壁与晶体底座可拆卸连接；同时第二盖板沿水平方向的一侧壁面与第二侧壁相对平行设置，当第二盖板安装于第一侧壁上时，第二盖板朝向第二侧壁的一侧的壁面能够与激光晶体沿远离第二侧壁的一侧壁面相贴合并抵靠；从而，通过晶体上盖与晶体底座对激光晶体的周向的四个表面进行紧密包裹，实现对激光晶体的散热。通过将晶体上盖设置成独立的第一盖板和第二盖板，不仅结构简单、方便加工，同时也使激光晶体、晶体底座和晶体上盖之间的装配更简单，也更能保证各个结构件之间的接触面的紧密贴合。
16.本实用新型还提供了一种固体激光器，包括所述的激光晶体装夹座，因而所述固体激光器也具有激光晶体装夹座的有益效果。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为现有技术的激光晶体装夹座的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例提供的激光晶体装夹座的结构示意图。
20.附图标记：
[0021]1’-
晶体底座，2
’-
晶体上盖，1-晶体底座，11-第一侧壁，12-第二侧壁，13-凹槽，14-安装座，2-晶体上盖，21-第一盖板，22-第二盖板，3-第一紧固螺栓，4-第二紧固螺栓，5-第一铟片，6-第二铟片，7-激光晶体。
具体实施方式
[0022]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]
通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
[0024]
基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0026]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0027]
下面参照图2描述根据本申请一些实施例所述的激光晶体装夹座及固体激光器。
[0028]
本申请提供了一种激光晶体装夹座，用于装夹激光晶体7，并充当热沉作用，吸收激光晶体7工作时产生的热量，以对激光晶体7进行散热。如图2所示，激光晶体装夹座包括晶体底座1和晶体上盖2；晶体底座1形成有第一侧壁11和第二侧壁12，第一侧壁11和第二侧壁12相互垂直连接并形成l型的安装位；当晶体底座1水平放置时，第一侧壁11沿水平方向设置，第二侧壁12沿竖直方向设置。激光晶体7的横截面呈方形，激光晶体7能够放置于晶体底座1的第一侧壁11上，使得激光晶体7沿第一方向即竖直方向的下壁面与第一侧壁11相抵靠并贴合，同时激光晶体7沿第二方向即水平方向的一侧的侧壁面能够与第二侧壁12相抵靠并贴合。
[0029]
晶体上盖2包括第一盖板21和第二盖板22，第一盖板21和第二盖板22分别能够分别与晶体底座1可拆卸连接，其中第一盖板21沿水平方向的一侧的侧壁能够与第二侧壁12相贴合，使第一盖板21和晶体底座1之间能够进行热传导，且第一盖板21通过第二侧壁12与晶体底座1可拆卸连接；同时第一盖板21的下壁面与第一侧壁11相对平行设置，当第一盖板21安装于第二侧壁12上时，第一盖板21的下壁面能够与激光晶体7的上壁面相抵靠并贴合；使得激光晶体7在竖直方向上被夹紧于第一侧壁11和第一盖板21之间，且激光晶体7的上表面和下表面分别与第一盖板21和第一侧壁11相紧密贴合。第二盖板22放置于第一侧壁11上，第二盖板22的下壁面与第一侧壁11相贴合，使第二盖板22和晶体底座1之间可进行热传导，且第二盖板22通过第一侧壁11与晶体底座1可拆卸连接；同时第二盖板22沿水平方向的一侧壁面与第二侧壁12相对平行设置，当第二盖板22安装于第一侧壁11上时，第二盖板22朝向第二侧壁12的一侧的壁面能够与激光晶体7沿远离第二侧壁12的一侧壁面相贴合并抵靠；使得激光晶体7在水平方向上被夹紧于第二侧壁12和第二盖板22之间，且激光晶体7的
水平方向上的两个外壁面分别与第二盖板22和第二侧壁12相紧密贴合。从而，通过第一盖板21和第二盖板22组成的晶体上盖2与晶体底座1共同围设成用于装夹激光晶体7的安装空间，以对激光晶体7的周向的四个表面进行紧密包裹，使激光晶体7在工作时产生的热量快速地导入晶体底座1；晶体底座1安装于具有较大尺寸和良好导热性能的散热底面上，晶体底座1吸收的来自激光晶体7的热量最终被导入散热底面，进而实现对激光晶体7的散热。
[0030]
在激光晶体7工作时，为了保证激光晶体装夹座对激光晶体7的良好散热，需要激光晶体7的周向的四个外壁面能够与晶体底座1和晶体上盖2紧密贴合，同时也需要晶体上盖2与晶体底座1之间的接触面能够紧密贴合；通过将晶体上盖2设置成独立的第一盖板21和第二盖板22，不仅结构简单、方便加工，同时也使激光晶体7、晶体底座1和晶体上盖2之间的装配更简单，也更能保证各个结构件之间的接触面的紧密贴合。
[0031]
在具体使用时，首先将晶体底座1安装于具有较大尺寸和良好导热性能的散热底面上，将激光晶体7放置于晶体底座1的第一侧壁11上，并使激光晶体7水平方向上的一侧的侧壁与晶体底座1的第二侧壁12相抵靠贴合；然后依次将第一盖板21安装至第二侧壁12上，第二盖板22安装至第一侧壁11上，并使第一盖板21与激光晶体7的上壁面相贴合，第二盖板22与激光晶体7远离第二侧壁12的一侧壁面相贴合；从而方便快捷的完成激光晶体7与晶体底座1和晶体上盖2之间的装配，晶体底座1和晶体上盖2能够与激光晶体7的周向的四个侧壁面紧密贴合，以实现对激光晶体7的散热。
[0032]
关于第一盖板21与晶体底座1之间的可拆卸连接，在该实施例中，优选地，第一盖板21和晶体底座1的第二侧壁12相对的壁面均为平面并沿竖直方向延伸，使得第一盖板21和第二侧壁12能够相贴合；第一盖板21上开设有第一螺纹孔，第一螺纹孔位于第一盖板21朝向第二侧壁12的一侧壁面上，且第一螺纹孔的轴线方向沿水平方向延伸；第二侧壁12上开设有贯穿晶体底座1的第一通孔，第一通孔的轴线方向沿水平方向延伸，且第一通孔内设置有与第一螺纹孔相适配的第一紧固螺栓3，当第一盖板21安装于第二侧壁12上的预定位置以使第一盖板21与激光晶体7的侧壁面紧密贴合时，第一通孔与第一螺纹孔位于同一轴线上，第一紧固螺栓3的螺柱端穿过第一通孔并旋拧于第一螺纹孔内，从而将第一盖板21可拆卸地连接于第二侧壁12上。
[0033]
关于第二盖板22与晶体底座1之间的可拆卸连接，在该实施例中，优选地，第二盖板22和晶体底座1的第一侧壁11相对的壁面均为平面并沿水平方向延伸，第二盖板22能够放置于第一侧壁11上，使得第二盖板22能够与第一侧壁11相贴合；第二盖板22上开设有贯穿第二盖板22的第二通孔，且第二通孔的轴线方向沿竖直方向延伸；第一侧壁11上开设有第二螺纹孔，第二螺纹孔的轴线方向也沿竖直方向延伸，第二盖板22安装至第一侧壁11上的预定位置以使第二盖板22能够与激光晶体7的侧壁面相紧密贴合时，第二通孔与第二螺纹孔位于同一轴线上；第二通孔内设置有与第二螺纹孔相适配的第二紧固螺栓4，第二紧固螺栓4的螺柱端能够穿过第一通孔并旋拧于第二螺纹孔内，从而将第二盖板22可拆卸地连接于第一侧壁11上。
[0034]
综上可知，第一盖板21是沿竖直方向压紧于激光晶体7上，而第一盖板21是通过水平方向上的拉力锁紧安装于第二侧壁12上；第二盖板22是沿水平方向压紧于激光晶体7上，而第二盖板22是通过竖直方向的拉力锁紧安装于第一侧壁11上；第一盖板21和第二盖板22与晶体底座1之间的这种连接方式和锁紧方式，决定了晶体底座1和晶体上盖2与激光晶体7
之间无强有力的压迫，当激光晶体7受热膨胀时，可以允许激光晶体7在晶体底座1和晶体上盖2之间发生一定程度的热膨胀而不会产生很大的内部应力，从而降低晶体底座1和晶体上盖2对激光晶体7的压迫而导致激光晶体7撕裂的风险。
[0035]
在本申请的一个实施例中，优选地，激光晶体7沿周向包裹有第一铟片5，从而当激光晶体7安装于晶体底座1和晶体上盖2之间时，通过第一铟片5能够增加激光晶体7与晶体底座1和晶体上盖2之间的贴合度，从而保证激光晶体7的散热效率。
[0036]
在该实施例中，优选地，由于激光晶体7的特性，激光晶体7在各个方向上的导热系数存在差异，在该实施例中，激光晶体7沿第二方向上的导热效率差，为了保证激光晶体7水平方向上的散热，在第二盖板22和第一侧壁11之间装填有第二铟片6，以保证第二盖板22与第一侧壁11之间贴合的更紧密，激光晶体7产生的热量能够快速地通过第二盖板22传递至晶体底座1，最后由晶体底座1导入散热底面，实现对激光晶体7的良好散热。
[0037]
在该实施例中，优选地，由于激光晶体7在水平方向上靠近晶体底座1一侧的散热效率由于靠近第二盖板22的一侧的散热效率，激光晶体7水平方向上的两侧表面的散热不均匀，会使激光晶体7的热透镜效果不对称而影响光斑的输出质量，严重时会导致激光晶体7撕裂；因此在晶体底座1的水平方向上并与第二盖板22相对的位置处开设有凹槽13，且凹槽13位于晶体底座1远离激光晶体7的一侧的侧壁上，从而降低晶体底座1在水平方向上对激光晶体7的导热体积，以达到降低晶体底座1对激光晶体7朝向第二侧壁12的一侧壁面的散热效率的目的，使激光晶体7水平方向上两侧表面的散热均匀，进而在一定程度上降低激光晶体7撕裂的风险。
[0038]
在本申请的一个实施例中，优选地，激光晶体7为nd:yvo4晶体，其具有良好的吸收特性，从而使固体激光器运转良好。晶体底座1和晶体上盖2的材质均为紫铜，使晶体底座1和晶体上盖2具有良好的导热性能，从而实现对激光晶体7的良好散热。
[0039]
在本申请的一个实施例中，优选地，晶体底座1还形成有安装座14，晶体底座1通过安装座14锁紧安装于具有较大尺寸和良好导热性能的散热底面上，从而使晶体底座1能够快速地将激光晶体7产生的热量导入散热底面，实现对激光晶体7的良好散热。
[0040]
本申请还提供了一种固体激光器，包括上述任一实施例的激光晶体装夹座。
[0041]
在该实施例中，固体激光器包括激光晶体装夹座，因此固体激光器具有激光晶体装夹座的全部有益效果，在此不再一一赘述。
[0042]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。