一種用于雙棒串接的整體式聚光腔的制作方法
【專利摘要】一種用于雙棒串接的整體式聚光腔，包括兩支泵浦燈、兩個(gè)激光棒、左反射瓦塊、右反射瓦塊、上反射瓦塊、下反射瓦塊。泵浦燈和激光棒設(shè)置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈和激光棒呈左右布局，后半部分泵浦燈和激光棒呈上下布局。左、右反射瓦塊合起來構(gòu)成第一反射腔，第一反射腔橢圓截面的長半軸為水平方向，前半部分的泵浦燈和激光棒分別與第一反射腔的兩焦線同軸。上、下反射瓦塊合起來構(gòu)成第二反射腔，第二反射腔橢圓截面的長半軸為垂直方向，后半部分的泵浦燈和激光棒分別與第二反射腔的兩焦線同軸，兩個(gè)激光棒所處的焦線同軸。本實(shí)用新型有效解決了高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，兩個(gè)方向發(fā)散角不一致的問題，提高了激光輸出的功率和光束質(zhì)量。
【專利說明】一種用于雙棒串接的整體式聚光腔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用于雙棒串接的整體式聚光腔。

【背景技術(shù)】
[0002]固體激光器按照泵浦源和激光晶體的相對位置主要分為兩種:一種是側(cè)面泵浦的，一種是端面泵浦的。在側(cè)面泵浦的固體激光器中，泵浦燈側(cè)面泵浦激光棒是使用最廣泛的一種。此種類型固體激光器中最核心的部件是聚光腔，聚光腔給泵浦燈和激光器棒之前提供良好的耦合，實(shí)現(xiàn)了從電能到光能的轉(zhuǎn)變。
[0003]目前使用最廣泛的聚光腔是金屬材質(zhì)的橢圓柱聚光腔，主要有單燈泵浦單棒、雙燈泵浦單棒、單燈泵浦雙棒等結(jié)構(gòu)形式。但是，要實(shí)現(xiàn)多棒串接結(jié)構(gòu)形式的固體激光器，必須采用兩套以上的聚光腔，并且必須嚴(yán)格校準(zhǔn)分別在左右方向和高低方向各個(gè)聚光腔之間的直線度。而且，采用多套同樣結(jié)構(gòu)的聚光腔串接的固體激光器，泵浦燈構(gòu)成的平面與激光棒構(gòu)成的平面始終是平行的，造成激光棒上與泵浦燈構(gòu)成的平面平行的平面接受燈泵浦的功率始終大于與泵浦燈構(gòu)成的平面垂直的平面，從而導(dǎo)致高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，水平方向與垂直方向的光束發(fā)散角也不一致，降低了激光的光束質(zhì)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于雙棒串接的整體式聚光腔，有效解決了上述高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，兩個(gè)方向發(fā)散角不一致的問題，大大提高了激光輸出的功率和光束質(zhì)量。
[0005]一種用于雙棒串接的整體式聚光腔，包括兩支泵浦燈、兩個(gè)激光棒、左反射瓦塊、右反射瓦塊、上反射瓦塊、下反射瓦塊，泵浦燈和激光棒設(shè)置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈和激光棒呈左右布局，后半部分泵浦燈和激光棒呈上下布局；所述左右可分離的左反射瓦塊和右反射瓦塊合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第一反射腔，所述第一反射腔橢圓截面的長半軸為水平方向，所述前半部分的泵浦燈和激光棒分別與第一反射腔的兩焦線同軸，所述上下可分離的上反射瓦塊和下反射瓦塊合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第二反射腔，所述第二反射腔橢圓截面的長半軸為垂直方向，所述后半部分的泵浦燈和激光棒分別與第二反射腔的兩焦線同軸，所述兩個(gè)激光棒所處的焦線同軸。
[0006]如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，還包括設(shè)在左反射瓦塊和右反射瓦塊兩側(cè)的左端頭、右端頭，以及設(shè)在上反射瓦塊和下反射瓦塊兩側(cè)的上端頭、下端頭，左端頭、右端頭上設(shè)有分別供前半部分的泵浦燈和激光棒穿入的孔，上端頭、下端頭上設(shè)有分別供后半部分的泵浦燈和激光棒穿入的孔。
[0007]如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，左端頭與左反射瓦塊固定連接，右端頭與右反射瓦塊固定連接，上端頭與上反射瓦塊固定連接，下端頭與下反射瓦塊固定連接；所述左反射瓦塊、左端頭、下反射瓦塊、下端頭均固定在底板上，并可以在底板上的U形槽內(nèi)移動(dòng)。
[0008]如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，還包括進(jìn)水座和出水座，進(jìn)水座和出水座均固定連接在底板上，所述左右端頭、左右反射瓦塊、上下端頭、上下反射瓦塊內(nèi)均設(shè)有供水循環(huán)的管路，端頭兩兩之間套有用于穿過冷卻水的玻璃管，玻璃管穿過反射瓦塊構(gòu)成單橢圓柱空腔。
[0009]如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，在聚光腔中部設(shè)有過渡管和過渡塊，過渡管用于密封兩個(gè)激光棒之間的空白區(qū)域，過渡塊分為上下兩部分，用于壓緊過渡管。
[0010]如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，過渡塊固定在底板上，并可以在底板上的U形槽內(nèi)移動(dòng)。
[0011]本實(shí)用新型通過將前半部分泵浦燈和激光棒左右布局，后半部分泵浦燈和激光棒上下布局，而且前半部分和后半部分的兩個(gè)激光棒所處的焦線同軸，這樣的結(jié)構(gòu)有利于激光棒水平和垂直平面內(nèi)接受的泵浦功率保持一致，從而消除了高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，兩個(gè)方向發(fā)散角不一致的問題，大大提高了激光輸出的功率和光束質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型用于雙棒串接的整體式聚光腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型兩支泵浦燈1、兩個(gè)激光棒2和反射瓦塊3和4的剖視圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型內(nèi)水循環(huán)示意圖。
[0015]圖中:I一泵浦燈，2—激光棒，3—左反射瓦塊，4一右反射瓦塊，5—左端頭，6—右端頭，7—上反射瓦塊，8—下反射瓦塊，9—上端頭，10—下端頭，11—過渡管，12—過渡塊，13—底板，14 一進(jìn)水座，15—出水座，16—泵浦燈玻璃管，17—激光棒玻璃管。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實(shí)用新型中的附圖，對本實(shí)用新型中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0017]請參考圖1，本實(shí)用新型用于雙棒串接的整體式聚光腔包括兩支泵浦燈1、兩個(gè)激光棒2、左反射瓦塊3、右反射瓦塊4、左端頭5、右端頭6、上反射瓦塊7、下反射瓦塊8、上端頭9、下端頭10、過渡管11、過渡塊12、底板13、進(jìn)水座14和出水座15。泵浦燈I和激光棒2設(shè)置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈I和激光棒2呈左右布局，后半部分泵浦燈I和激光棒2呈上下布局。泵浦燈I和激光棒2均有循環(huán)水流進(jìn)行冷卻。
[0018]所述左反射瓦塊3、左端頭5、下反射瓦塊8、下端頭10、過渡塊12均通過螺釘固定在底板13上，并可以在底板13上的U形槽內(nèi)移動(dòng)，U形槽的設(shè)置可以保證前后兩個(gè)激光棒的同軸度。本實(shí)用新型的聚光腔中部設(shè)有過渡管11和過渡塊12，過渡管11用于密封兩個(gè)激光棒2之間的空白區(qū)域；過渡塊12分為上下兩部分，用于壓緊過渡管11，過渡管11的長度也可隨著前后兩個(gè)泵浦單元之間的距離改變而調(diào)整。這樣即可實(shí)現(xiàn)不同長度的激光棒之間的串接，以及滿足同長度激光棒串接實(shí)現(xiàn)差異化激光應(yīng)用的要求。
[0019]圖2所示為兩支泵浦燈1、兩個(gè)激光棒2和反射瓦塊3和4的剖視圖。圖上所示16為泵浦燈冷卻水通過的泵浦燈玻璃管，17為激光棒冷卻水通過的激光棒玻璃管。所述左右可分離的左反射瓦塊3和右反射瓦塊4合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第一反射腔，所述反射腔橢圓截面的長半軸為水平方向，所述前半部分的泵浦燈I和激光棒2分別與該反射腔的兩焦線同軸。所述左右可分離的反射瓦塊(3、4)兩側(cè)分別設(shè)有左右端頭(5、6)，左右端頭(5、6)上設(shè)有分別供泵浦燈I和激光棒2穿入的孔；左右端頭(5、6)呈上下咬合的“L”形，左端頭5通過螺釘與左反射瓦塊3相連接，右端頭6通過螺釘與右反射瓦塊4相連接，更換泵浦燈時(shí)，只需將右端頭6連同右反射瓦塊4與左端頭5和左反射瓦塊3相分離即可，換燈后無需重新進(jìn)行光的調(diào)整和調(diào)試。
[0020]所述上下可分離的上反射瓦塊7和下反射瓦塊8合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第二反射腔，所述第二反射腔橢圓截面的長半軸為垂直方向，所述后半部分的泵浦燈I和激光棒2也分別與該反射腔的兩焦線同軸，并且兩個(gè)激光棒2所處的焦線同軸。這樣的結(jié)構(gòu)有利于激光棒水平和垂直平面內(nèi)接受的泵浦功率保持一致，從而消除了高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，兩個(gè)方向發(fā)散角不一致的問題，大大提高了激光輸出的功率和光束質(zhì)量。
[0021]所述上下可分離的反射瓦塊(7、8)兩側(cè)分別設(shè)有上下端頭(9、10)，上下端頭(9、10)上設(shè)有分別供泵浦燈I和激光棒2穿入的孔；上端頭9通過螺釘與上反射瓦塊7相連接，下端頭10通過螺釘與下反射瓦塊8相連接，更換泵浦燈時(shí)，只需將上端頭9連同上反射瓦塊7與下端頭9和下反射瓦塊8相分離即可，換燈后無需重新進(jìn)行光的調(diào)整和調(diào)試。
[0022]本實(shí)用新型的聚光腔還包括有進(jìn)水座14和出水座15，進(jìn)水座14和出水座15均通過螺釘固定連接在底板13上。所述左右端頭(5、6)、左右反射瓦塊(3、4)、上下端頭(9、10)、上下反射瓦塊(7、8)內(nèi)均設(shè)有供水循環(huán)的管路。其中，端頭兩兩之間套有玻璃管，玻璃管穿過反射瓦塊構(gòu)成單橢圓柱空腔，并在玻璃管的端面與端頭的管路接口處之間壓有“O”形密封圈。
[0023]圖3所述為本實(shí)用新型的聚光腔內(nèi)水循環(huán)示意圖。冷卻水經(jīng)過進(jìn)水座14分別由底部進(jìn)入左端頭5和下端頭10，冷卻水進(jìn)入左端頭5后再向左反射瓦塊3、激光棒玻璃管17、右端頭6三個(gè)方向分流，經(jīng)過左反射瓦塊3、激光棒玻璃管17的冷卻水直接在另一頭的左端頭5處合流，而經(jīng)過右端頭6的冷卻水依次經(jīng)過泵浦燈玻璃管16、右反射瓦塊4和另一頭的右端頭6后進(jìn)入另一頭的左端頭5與前述兩股水流合流，合流的冷卻水匯入出水座15后流出聚光腔體。同樣地，進(jìn)入下端頭10的冷卻水再向下反射瓦塊8、激光棒玻璃管17、上端頭9三個(gè)方向分流，經(jīng)過下反射瓦塊8和激光棒玻璃管17的冷卻水直接在另一頭的下端頭10處合流，而經(jīng)過上端頭9的冷卻水依次經(jīng)過泵浦燈玻璃管17、上反射瓦塊7和另一頭的上端頭9后進(jìn)入另一頭的下端頭10與前述兩股水流合流，合流的冷卻水匯入出水座15后流出聚光腔體。
【權(quán)利要求】
1.一種用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:包括兩支泵浦燈(I)、兩個(gè)激光棒(2)、左反射瓦塊(3)、右反射瓦塊(4)、上反射瓦塊(7)、下反射瓦塊(8)，泵浦燈(I)和激光棒(2)設(shè)置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈(I)和激光棒(2)呈左右布局，后半部分泵浦燈(I)和激光棒(2)呈上下布局；所述左右可分離的左反射瓦塊(3)和右反射瓦塊(4)合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第一反射腔，所述第一反射腔橢圓截面的長半軸為水平方向，所述前半部分的泵浦燈(I)和激光棒(2)分別與第一反射腔的兩焦線同軸，所述上下可分離的上反射瓦塊(7)和下反射瓦塊(8)合起來構(gòu)成一個(gè)中間為單橢圓柱鏤空的第二反射腔，所述第二反射腔橢圓截面的長半軸為垂直方向，所述后半部分的泵浦燈(I)和激光棒(2)分別與第二反射腔的兩焦線同軸，所述兩個(gè)激光棒(2)所處的焦線同軸。
2.如權(quán)利要求1所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:還包括設(shè)在左反射瓦塊(3)和右反射瓦塊(4)兩側(cè)的左端頭(5)、右端頭(6)，以及設(shè)在上反射瓦塊(7)和下反射瓦塊(8)兩側(cè)的上端頭(9)、下端頭(10)，左端頭(5)、右端頭(6)上設(shè)有分別供前半部分的泵浦燈(I)和激光棒(2)穿入的孔，上端頭(9)、下端頭(10)上設(shè)有分別供后半部分的泵浦燈⑴和激光棒⑵穿入的孔。
3.如權(quán)利要求2所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:左端頭(5)與左反射瓦塊(3)固定連接，右端頭(6)與右反射瓦塊(4)固定連接，上端頭(9)與上反射瓦塊(7)固定連接，下端頭(10)與下反射瓦塊(8)固定連接；所述左反射瓦塊(3)、左端頭(5)、下反射瓦塊(8)、下端頭(10)均固定在底板(13)上，并可以在底板(13)上的U形槽內(nèi)移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:還包括進(jìn)水座(14)和出水座(15)，進(jìn)水座(14)和出水座(15)均固定連接在底板(13)上，所述左右端頭(5、6)、左右反射瓦塊(3、4)、上下端頭(9、10)、上下反射瓦塊(7、8)內(nèi)均設(shè)有供水循環(huán)的管路，端頭兩兩之間套有用于穿過冷卻水的玻璃管，玻璃管穿過反射瓦塊構(gòu)成單橢圓柱空腔。
5.如權(quán)利要求1所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:在聚光腔中部設(shè)有過渡管(11)和過渡塊(12)，過渡管(11)用于密封兩個(gè)激光棒(2)之間的空白區(qū)域，過渡塊(12)分為上下兩部分，用于壓緊過渡管(U)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于:過渡塊(12)固定在底板(13)上，并可以在底板(13)上的U形槽內(nèi)移動(dòng)。
【文檔編號】H01S3/081GK203951032SQ201420351520
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】塔拉索夫·亞歷山大·瓦西里耶維奇, 康斯坦丁·尤里·帕夫洛維奇, 鄧智勇, 付俊, 石健 申請人:武漢希利激光技術(shù)有限公司