專利名稱：一種全風(fēng)冷端泵浦激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光設(shè)備領(lǐng)域，更詳細(xì)地說，特別是涉及一種全風(fēng)冷端泵浦 激光器。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的固體激光器通常采用燈泵浦，其泵浦效率約為3%到6 Q%。泵浦燈發(fā)射出的大量能量轉(zhuǎn)化為熱能，不僅造成固體激光器需采用笨重 的冷卻系統(tǒng)，而且大量熱能會造成工作物質(zhì)不可消除的熱透鏡效應(yīng)，使光束 質(zhì)量變差。加之泵浦燈的壽命約為300小時，操作人員需花很多時間頻繁地 換燈，中斷系統(tǒng)工作，使自動化生產(chǎn)線的效率大大降低。與傳統(tǒng)燈泵浦激光 器比較，半導(dǎo)體泵浦激光器具有以下優(yōu)點轉(zhuǎn)換效率高、性能可靠、壽命 長、輸出光束質(zhì)量好等特點；在半導(dǎo)體泵浦的激光器中，傳統(tǒng)的激光器幾乎 全部使用水來循環(huán)冷卻，這不可避免的存在冷水機體積龐大、溫度控制不夠 精準(zhǔn)且一般只能設(shè)置一個溫度、能耗大、噪音大等問題。對于端面泵浦激光 器來說，對溫度控制精度要求高且各元器件需有不同基準(zhǔn)溫度，如果采用冷 水機勢必增加冷水機數(shù)量，若改用風(fēng)冷方式則容易對激光器內(nèi)各器件實現(xiàn)多 路不同溫度的精確控制。
如中國發(fā)明專利公開號為"CN 101005188A "名稱為"全風(fēng)冷式端面泵 浦激光器"的專利公開了的一種全風(fēng)冷式端面泵浦激光器，該全風(fēng)冷式端面 泵浦激光器包括激光元器件、激光泵浦源、熱電制冷器，其特征在于整個 激光器腔體一體化設(shè)計，其內(nèi)腔布局包括裝置激光元器件的激光諧振腔部 分、裝置激光泵浦源的泵浦腔部分，其外腔布局包括裝置熱電制冷器的溫度 控制腔部分及散熱器，激光諧振腔部分和泵浦腔部分緊鄰溫度控制腔的吸熱 端，散熱器裝置在溫度控制部分的散熱端；所述激光泵浦源為激光二極管， 所述熱電制冷器是電磁兼容性很好的半導(dǎo)體熱電制冷器。
該種全風(fēng)冷式端面泵浦激光器由于整個激光器腔體一體化設(shè)計，將裝置激光元器件的激光諧振腔部分和裝置激光泵浦源的泵浦腔部分裝置在一個腔 體內(nèi)，不便于拆卸，也不便于分開檢測，這樣如果激光器發(fā)生故障維護(hù)和修
理變的十分的不方便；同時，因為激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔的
最佳工作環(huán)境溫度并不相同，而在采用該種結(jié)構(gòu)的全風(fēng)冷式端面泵浦激光器 中，激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔只能在相同的環(huán)境溫度下進(jìn)行工 作，不能將激光器的工作效率發(fā)揮到最大，且上述的光路系統(tǒng)中激光泵浦源 與全反鏡設(shè)置在同一軸線上，限制了激光器的工作頻率，當(dāng)工作頻率較高時 全反鏡會將一部分光反射回來，反射到激光泵浦源，造成激光泵浦源毀壞。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明提供一種可以分別準(zhǔn)確控制激光諧振腔部分和激 光泵浦源的泵浦腔工作環(huán)境溫度，且便于維護(hù)和修理的全風(fēng)冷端泵浦激光器。
本發(fā)明一種全風(fēng)冷端泵浦激光器包括激光元器件、激光泵浦源，其
中，全風(fēng)冷端泵浦激光器還包括分立設(shè)置的、分別用于容置激光元器件的
激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔可拆卸連 接，
其中，所述激光諧振腔包括用于容置激光元器件的內(nèi)盒體，與內(nèi)盒體
鄰接布置的第一恒溫單元；
所述泵浦腔包括激光泵浦源，與該激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單
元；
所述內(nèi)盒體內(nèi)上設(shè)有激光元器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光 路系統(tǒng)，所述激光元器件包括光學(xué)耦合系統(tǒng)、光束激勵45度鏡、激光晶體、 調(diào)Q晶體、全反鏡、偏振片、輸出鏡，所述光學(xué)耦合系統(tǒng)、激光晶體及全反 鏡設(shè)置在同一軸線上，所述光束激勵45度鏡設(shè)置在光學(xué)耦合系統(tǒng)與激光晶體 之間，所述輸出鏡設(shè)置在通過光束激勵45度鏡光學(xué)中心且與所述光學(xué)耦合系 統(tǒng)、激光晶體及全反鏡所在軸的垂直線上，所述調(diào)Q晶體可設(shè)于激光晶體與 全反鏡之間，也可設(shè)于光束激勵45度鏡與輸出鏡之間；由于本全風(fēng)冷端泵浦 激光器，采用激光諧振腔和泵浦腔分立設(shè)置的結(jié)構(gòu)，使得維護(hù)全風(fēng)冷端泵浦 激光器時可以方便的獨立檢測激光諧振腔和泵浦腔的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔和泵浦腔；同時因為對應(yīng)激光諧振腔和泵浦腔分別設(shè)置了
第一恒溫單元和第二恒溫單元，使得可以分別準(zhǔn)確控制激光諧振腔部分和泵 浦腔部分工作環(huán)境溫度，有利于發(fā)揮各元器件最佳光學(xué)特性。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述激光諧振腔還包括用于容置內(nèi)盒體和第一 恒溫單元的第一外腔體；所述泵浦腔還包括用于容置激光泵浦源與第二恒 溫單元的第二外腔體。
進(jìn)一步，所述激光諧振腔和泵浦腔通過光纖線或連接頭可拆卸連接。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述內(nèi)盒體表面除與所述第一恒溫單元鄰接面外 的部分設(shè)有保溫層；通過在內(nèi)盒外表面設(shè)置有保溫層，可以防止內(nèi)盒與所述 第一恒溫單元鄰面外的環(huán)境進(jìn)行熱交換，有利于內(nèi)盒溫度穩(wěn)定。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述第一恒溫單元包括與內(nèi)盒體鄰接布置的第 一導(dǎo)熱件，與該第一導(dǎo)熱件連接的第一熱電恒溫控制件，與該第一熱電恒溫 控制件連接的第一散熱裝置。
進(jìn)一步，所述第一熱電恒溫控制件為第一半導(dǎo)體熱電恒溫器和與該第一 半導(dǎo)體熱電恒溫器連接的第一溫度探測控制電路；利用熱電半導(dǎo)體熱電恒溫 器作為加熱與致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗 小、體積小特點。
進(jìn)一步，所述第一散熱裝置包括設(shè)在所述第一熱電恒溫控制件側(cè)壁上 的散熱片，和設(shè)置在所述第一熱電恒溫控制件上的第一散熱風(fēng)扇。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述第二恒溫單元包括與激光泵浦源鄰接布置 的第二導(dǎo)熱件，與該第二導(dǎo)熱件連接的第二熱電恒溫控制件，與該第二熱電 恒溫控制件連接的第二散熱裝置。
進(jìn)一步，所述第二熱電恒溫控制件為第二半導(dǎo)體熱電恒溫器和與該第二 半導(dǎo)體熱電恒溫器連接的溫度探測控制電路；利用熱電半導(dǎo)體熱電恒溫器作 為加熱與致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、 體積小特點。
進(jìn)一步，所述第二散熱裝置包括設(shè)在所述第二熱電恒溫控制件側(cè)壁上 的散熱片，和設(shè)置在所述第二熱電恒溫控制件上的第二散熱風(fēng)扇。 進(jìn)一步，所述激光泵浦源為激光二極管。
在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述全風(fēng)冷端泵浦激光器所述內(nèi)盒體內(nèi)還包括 光學(xué)耦合系統(tǒng)與激光諧振腔。進(jìn)一步，所述內(nèi)盒體與所述第一外腔體可拆卸連接；采用內(nèi)盒體與第一 外腔體可拆卸連接的方式，可以方便的更換設(shè)置在內(nèi)盒體內(nèi)的激光元器件。
本發(fā)明一種全風(fēng)冷端泵浦激光器通過采用激光諧振腔和泵浦腔分立設(shè)置 的結(jié)構(gòu)，使全風(fēng)冷端泵浦激光器維修時可以方便的獨立檢測激光諧振腔和泵 浦腔的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔和泵浦腔；同時因為對應(yīng)激 光諧振腔和泵浦腔分別設(shè)置了第一恒溫單元和第二恒溫單元，使得可以分別 準(zhǔn)確控制激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔工作環(huán)境溫度，有利于發(fā)揮 各元器件最佳光學(xué)特性。


下面結(jié)合具體實施方式
和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 圖1是本發(fā)明一種具體實施方式
的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明一種具體實施方式
的光路示意圖。
具體實施例方式
參閱圖1至圖2，本發(fā)明的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，包括激光元器 件(圖中未示出)、激光泵浦源22，其中，全風(fēng)冷端泵浦激光器還包括分 立設(shè)置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔1和裝置激光泵浦源22的 泵浦腔2，該激光諧振腔1和泵浦腔通過光纖線3可拆卸連接；當(dāng)然所述激 光諧振腔和泵浦腔也可以通過公知的光纖線或連接頭可拆卸連接，這里不再 贅述。
其中，所述激光諧振腔l包括第一外腔體ll，設(shè)置在該第一外腔體ll 內(nèi)、用于容置激光元器件的內(nèi)盒體12，設(shè)置在該第一外腔體ll內(nèi)、與內(nèi)盒體 12鄰接布置的第一恒溫單元13;
所述泵浦腔2包括第二外腔體21，設(shè)置在該第二外腔體21內(nèi)的激光泵 浦源22，設(shè)置在該第二外腔21體內(nèi)、與激光泵浦源22鄰接布置的第二恒溫單 元23;由于本全風(fēng)冷端泵浦激光器，采用激光諧振腔l和泵浦腔2分立設(shè)置 的結(jié)構(gòu)，使得維護(hù)全風(fēng)冷端泵浦激光器時可以方便的獨立檢測激光諧振腔1 和泵浦腔2的工作情況，并可以方便的更換激光諧振腔1和泵浦腔2 ;同時 因為對應(yīng)激光諧振腔1和泵浦腔2分別設(shè)置了第一恒溫單元13和第二恒溫單元13，使得可以分別準(zhǔn)確控制激光諧振腔1部分和激光泵浦源22的泵浦腔2 部分工作環(huán)境溫度，有利于發(fā)揮各元器件最佳光學(xué)特性。
當(dāng)然，根據(jù)具體結(jié)構(gòu)需要也可以去掉第一外腔體11和第二外腔體21，這 里不再贅述.
本具體實施方式
中，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述內(nèi)盒體12表面除與所述 第一恒溫單元13鄰接面外的部分設(shè)有保溫層(圖中未示出)；通過在內(nèi)盒體
12外表面設(shè)置有保溫層，可以防止內(nèi)盒體12與所述第一恒溫單元13鄰面外的 環(huán)境進(jìn)行熱交換，有利于內(nèi)盒體12內(nèi)溫度穩(wěn)定。
本具體實施方式
中，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述第一恒溫單元13包括 與內(nèi)盒體鄰接布置的第一導(dǎo)熱件(圖中未示出)，與該第一導(dǎo)熱件連接的第
一熱電恒溫控制件14，與該第一熱電恒溫控制件14連接的第一散熱裝置。 本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述第一熱電恒溫控制件14為半導(dǎo)體熱電
恒溫器(圖中未示出)和與該半導(dǎo)體熱電恒溫器連接的第一溫度探測控制電 路(圖中未示出)；利用熱電半導(dǎo)體熱電恒溫器(圖中未示出)作為加熱與 致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、體積小特占。
本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述第一散熱裝置包括設(shè)在所述第一熱 電恒溫控制件14側(cè)壁上的散熱片(圖中未示出)，和設(shè)置在所述第一熱電恒
溫控制件14上的第一散熱風(fēng)扇142 。
本具體實施方式
中，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述第二恒溫單元23包括
與激光泵浦源22鄰接布置的第二導(dǎo)熱件(圖中未示出)，與該第二導(dǎo)熱件連 接的第二熱電恒溫控制件24，與該第二熱電恒溫控制件24連接的第二散熱裝 置。
本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述第二熱電恒溫控制件24為半導(dǎo)體熱電 恒溫器(圖中未示出)和與該半導(dǎo)體熱電恒溫器(圖中未示出)連接的第二 溫度探測控制電路(圖中未示出)；利用熱電半導(dǎo)體熱電恒溫器作為加熱與 致冷元件，便于保證激光元器件保持恒溫，具有噪聲小、能耗小、體積小特 點。
本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述第二散熱裝置包括設(shè)在所述第二熱 電恒溫控制件24側(cè)壁上的散熱片(圖中未示出)，和設(shè)置在所述第二熱電恒 溫控制件24上的第二散熱風(fēng)扇242 。本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述激光泵浦源22為激光二極管。
本具體實施方式
中，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上所述全風(fēng)冷端泵浦激光器所 述內(nèi)盒體12內(nèi)還包括光學(xué)耦合系統(tǒng)40與激光諧振腔(圖中未示出)；內(nèi)盒 可以方形結(jié)構(gòu)，也可以L形結(jié)構(gòu)或者其他結(jié)構(gòu)；激光諧振腔內(nèi)安裝有激光元 器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光路系統(tǒng)，所述激光元器件包括光
學(xué)耦合系統(tǒng)40、光束激勵45度鏡41、激光晶體42、調(diào)Q晶體44、全反鏡45、 偏振片46、輸出鏡47、倍頻晶體48。另可在激光晶體42與全反鏡45之間設(shè)置 光闌43。光束激勵45度鏡41表面鍍有808nm增透及1064nm全反膜，即激光泵 浦源22輸出光為808nm光時，輸出光直接透過光束激勵45度鏡41 ，進(jìn)入激光 晶體42，激光晶體42受泵輸出1064nm光后，經(jīng)全反鏡45反射回來，透過激光 晶體42及光束激勵45度鏡41，由于光束激勵45度鏡41表面鍍有1064nm全反 膜，不會返回到光學(xué)耦合系統(tǒng)40中，而是全反進(jìn)入輸出鏡47。
激光泵浦源22可與光學(xué)耦合系統(tǒng)40設(shè)置在同一軸線，也可與光學(xué)耦合系 統(tǒng)40之間采用光纖連接或其它連接方式任意設(shè)置。光學(xué)耦合系統(tǒng)40、激光晶 體42及全反鏡45設(shè)置在同一軸線上。所述光束激勵45度鏡41設(shè)置在光學(xué)耦合 系統(tǒng)40與激光晶體42之間，所述輸出鏡47設(shè)置在通過光束激勵45度鏡41光學(xué) 中心且與所述光學(xué)耦合系統(tǒng)40、激光晶體42及全反鏡45所在軸的垂直線上。 調(diào)Q晶體44可設(shè)置于激光晶體42與全反鏡45之間，也可設(shè)置于光束激勵45度 鏡41與輸出鏡47之間。另可在全反鏡47所在軸線上設(shè)置45。鏡49， 45°鏡49 為532nm全反、1064nm增透鏡。
本具體實施方式
中，進(jìn)一步，所述內(nèi)盒體12與所述第一外腔體11可拆卸 連接；采用內(nèi)盒體12與第一外腔體11可拆卸連接的方式，可以方便的更換設(shè) 置在內(nèi)盒體內(nèi)12的激光元器件。
以上所述之具體實施方式
為本發(fā)明的較佳實施方式，并非以此限定本發(fā) 明的具體實施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本具體實施方式
；凡依照本 發(fā)明之形狀、結(jié)構(gòu)或方法所作的等效變化均包含本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，包括激光元器件、激光泵浦源，其特征在于，全風(fēng)冷端泵浦激光器還包括分立設(shè)置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔可拆卸連接；其中，所述激光諧振腔包括用于容置激光元器件的內(nèi)盒體，與內(nèi)盒體鄰接布置的第一恒溫單元；所述泵浦腔包括激光泵浦源，與該激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單元；所述內(nèi)盒體內(nèi)上設(shè)有激光元器件，所述激光元器件與激光泵浦源組成光路系統(tǒng)，所述激光元器件包括光學(xué)耦合系統(tǒng)、光束激勵45度鏡、激光晶體、調(diào)Q晶體、全反鏡、偏振片、輸出鏡，所述光學(xué)耦合系統(tǒng)、激光晶體及全反鏡設(shè)置在同一軸線上，所述光束激勵45度鏡設(shè)置在光學(xué)耦合系統(tǒng)與激光晶體之間，所述輸出鏡設(shè)置在通過光束激勵45度鏡光學(xué)中心且與所述光學(xué)耦合系統(tǒng)、激光晶體及全反鏡所在軸的垂直線上，所述調(diào)Q晶體可設(shè)于激光晶體與全反鏡之間，也可設(shè)于光束激勵45度鏡與輸出鏡之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 激光諧振腔還包括用于容置內(nèi)盒體和第一恒溫單元的第一外腔體；所述泵 浦腔還包括用于容置激光泵浦源與第二恒溫單元的第二外腔體，所述內(nèi)盒 體表面除與所述第一恒溫單元鄰接面外的部分設(shè)有保溫層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第一恒溫單元包括與內(nèi)盒體鄰接布置的第一導(dǎo)熱件，與該第一導(dǎo)熱件連接 的第一熱電恒溫控制件，與該第一熱電恒溫控制件連接的第一散熱裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述第一熱電恒溫控制件為第一半導(dǎo)體熱電恒溫器和與該第一半導(dǎo)體熱電恒溫器 連接的第一溫度探測控制電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述第一散熱裝置包括設(shè)在所述第一熱電恒溫控制件側(cè)壁上的散熱片，和設(shè)置 在所述第一熱電恒溫控制件上的第一散熱風(fēng)扇。.
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二恒溫單元包括與激光泵浦源鄰接布置的第二導(dǎo)熱件，與該第二導(dǎo)熱件 連接的第二熱電恒溫控制件，與該第二熱電恒溫控制件連接的第二散熱裝 置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二熱電恒溫控制件為第二半導(dǎo)體熱電恒溫器和與該第二半導(dǎo)體熱電恒溫器 連接的第二溫度探測控制電路。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 第二散熱裝置包括設(shè)在所述第二熱電恒溫控制件側(cè)壁上的散熱片，和設(shè)置 在所述第二熱電恒溫控制件上的第二散熱風(fēng)扇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，其特征在于所述 激光諧振腔和泵浦腔通過光纖線或連接頭可拆卸連接。
全文摘要
本發(fā)明一種全風(fēng)冷端泵浦激光器，包括激光元器件、激光泵浦源，其中，全風(fēng)冷端泵浦激光器還包括分立設(shè)置的、分別用于容置激光元器件的激光諧振腔和裝置激光泵浦源的泵浦腔，該激光諧振腔和泵浦腔通過可拆卸連接；所述激光諧振腔包括第一外腔體，設(shè)置在該第一外腔體內(nèi)、用于容置激光元器件的內(nèi)盒體，設(shè)置在該第一外腔體內(nèi)、與內(nèi)盒體鄰接布置的第一恒溫單元；所述泵浦腔包括第二外腔體，設(shè)置在該第二外腔體內(nèi)的激光泵浦源，設(shè)置在該第二外腔體內(nèi)、與激光泵浦源鄰接布置的第二恒溫單元；本全風(fēng)冷端泵浦激光器可以分別準(zhǔn)確控制激光諧振腔部分和激光泵浦源的泵浦腔工作環(huán)境溫度，且便于維護(hù)和修理。
文檔編號H01S3/04GK101436746SQ200810142360
公開日2009年5月20日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者林金明, 毅 湯, 詠 王 申請人:深圳市泛友科技有限公司