热以及尽可能小的安装应力，激光工作介质8也是通过金属In焊在晶体座7上的。
[0025]在图4描述的二极管激光阵列栗浦源安装的局部示意图中，二极管激光栗浦源15是以直行阵列形式In焊在二极管激光阵列栗浦源热沉11的中部，温度传感器16通过螺钉固定在二极管激光阵列栗浦源热沉11 一侧端面上，以达到有效控制二极管的工作温度的目的。
工作于高低温环境的无热电制冷TEC (-ThermoElectric Cooler)恒温的小型风冷二极管栗浦DPL(D1de Pump Laser)固体脉冲激光器，是指小型风冷的二极管激光阵列栗浦的NdiYAG固体激光器，在-40°C?+65°C环境下，无TEC恒温，以20Hz?30Hz脉冲重复频率稳定可靠的工作，激光输出能量100-150mJ，激光束散小、光束质量高且激光器体积小，能适用于多种机载或车载激光测距/指示仪。该激光器主要由激光工作介质8、二极管激光阵列栗浦源15、陶瓷加热片12、散热片13、高速冷却风机14、温度传感器16，和相应的其他激光谐振腔光学元件组成，激光工作介质8处于一个凹形热传导冷却槽7中；其中二极管激光阵列栗浦源15是关键性元件，它能够在宽温度范围+40°C?+70°C环境下高效率地发射脉宽200us、波长808nm的栗浦光，这是Nd = YAG激光介质的有效吸收波长，偏离该波长将导致DPL激光器效率大幅度降低，而不能使用。由于采用这种特殊的栗浦源15，以及和高效陶瓷加热片12、散热片13、温度传感器16、高速冷却风机14的有效结合，使得这种小型Nd = YAG重频固体激光器能够在-40°C?+65°C环境下，无TEC恒温，以20Hz?30Hz脉冲重复频率稳定可靠的工作，激光输出能量100-150mJ，激光束散小、光束质量高，能适用于多种机载或车载激光测距/指示仪。
【主权项】
1.一种无TEC恒温小型风冷重频DPL激光器，包括安装在箱体盖板上的+40°C?+70°C宽温度范围的二极管激光阵列栗浦源(15)、安装于同一钛合金金属框体(17)结构面一端上的输出镜(I)、全反射镜⑵和与安装在钛合金框体(17)另一端的四面体三棱镜(9) 一起组成的180°折叠谐振腔，其特征在于，安装在同一钛金属框(17)结构面上的输出镜(I)和全反射镜(2)位于180°折叠谐振腔的同一面，同时在钛合金框体(17)的另一端，采用一个三面相互垂直的四面体三棱镜(9)作为180°光路折叠镜；二极管激光阵列栗浦源(15)在低温_40°C?+39°C下，由位于风冷散热片(13)下面的陶瓷加热片(12)快速加热，当加热至正常工作温度范围时，温度传感器(16)动作，控制陶瓷加热片(12)停止加热，当二极管激光阵列栗浦源(15)温度高于+70°C时，由位于二极管激光阵列栗浦源热沉(11)下方的高速冷却风机(14)快速冷却。2.根据权利要求1所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:激光谐振腔是180°折叠谐振腔，由输出镜(1)、全反镜(2)、双光楔(3)、1/4波片(4)、电光调Q晶体(5)、偏振片(6)、四面体三棱镜(9)和激光工作介质⑶、x_y方向柱面镜(10)构成，其中全反镜⑵与输出镜⑴安装在钛合金箱体(17)的同一端，四面体三棱镜(9)安装在钛合金箱体(17)的另一端，四面体三棱镜(9)的入射光线始终与出射光线保持平行，它与全反射镜(2)和输出镜(I)构成双边180°折叠谐振腔。3.根据权利要求2所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在:激光工作介质(8)与χ-y方向柱面镜(10)、输出镜(I)处于180°折叠腔的一条边上，全反镜(2)、双光楔(3)、1/4波片(4)、电光调Q晶体(5)、偏振片(6)位于180°折叠腔的另一条边上，平行地排列安装在钛合金框体(17)内。4.根据权利要求2所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:x-y柱面镜(10)、激光工作介质YAG板条晶体(8)同光轴，位于输出镜(I)、四面体三棱镜(9)上内侧面之间，二极管激光阵列栗浦源(15)分布于所述激光工作介质YAG板条晶(8)上方。5.根据权利要求1或2所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:全反镜(2)、双光楔3、1/4波片(4)、电光开关(5)、偏振片(6)同光轴顺次排列于四面体三棱镜(9)下内侧面，依次安装在钛合金框体(17)中，它们处于激光折叠腔的一条边上;激 光工作介质(8)安装在晶体座(7)上，与x-y方向柱面镜(10)、输出镜(I)依次安装在钛合金框体(17)中，它们处于激光折叠腔的另一条边上。6.根据权利要求1所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:二极管激光阵列栗浦源包括安装在散热片(13)延伸平面板上的小型高速冷却风机(14)、陶瓷加热片(12)、温度传感器(16)，二极管激光阵列栗浦源热沉(11)、二极管激光阵列栗浦源(15)、激光工作介质晶体(8)以及晶体座(7)，其中，陶瓷加热片(12)紧贴于散热片(13)下方的平面上，一端相连温度传感器(16)，位于散热片(13)与二极管激光阵列栗浦源热沉(11)之间。7.根据权利要求2所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:激光工作介质晶体(8)固联在晶体座(7)上，位于二极管激光阵列栗浦源(15)下方，温度传感器(16)通过固定螺钉固定在二极管激光阵列栗浦源热沉(11)上，控制二极管激光阵列栗浦源二极管的工作温度。8.根据权利要求7所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:二极管激光阵列栗浦源(15)是通过金属In焊在二极管激光阵列栗浦源热沉(11)上的，二极管激光阵列栗浦源热沉(11)与高效陶瓷加热片(12)和散热片(13)之间通过金属In薄片紧密热接触。9.根据权利要求2所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:激光工作介质(8)通过金属In焊在晶体座(7)上。10.根据权利要求1所述的无TEC恒温小型风冷重频DPL固体脉冲激光器，其特征在于:二极管激光栗浦源(15)以直行阵列形式In焊在二极管激光阵列栗浦源热沉(11)的中部。
【专利摘要】本发明提出的一种无TEC恒温小型风冷重频DPL激光器，旨在提供一种脉冲重复频率稳定，激光能量输出大，可靠性高，能在-40℃～+65℃高低温环境和一定冲击振动环境下可靠工作的DPL激光器。本发明通过下述技术方案予以实现：安装在同一钛合金金属框结构面上的输出镜和全反射镜，位于180°折叠谐振腔的同一面，同时在钛合金框体的另一端，采用三面相互垂直的四面体三棱镜作为180°光路折叠镜；二极管激光阵列泵浦源在低温至常温-40℃～+39℃区域，由位于风冷散热片下面的陶瓷加热片快速加热，当加热至正常工作温度范围时，温度传感器动作控制陶瓷加热片停止加热，当二极管激光阵列泵浦源温度高于+70℃时，由位于二极管激光阵列泵浦源热沉下方的高速冷却风机快速冷却。
【IPC分类】H01S3/0941, H01S3/081, H01S3/042
【公开号】CN105024266
【申请号】CN201510467553
【发明人】赵刚, 杨闯, 李慧君, 高恒, 贺廿六, 靳国华, 彭春
【申请人】西南技术物理研究所
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月1日