[实用新型]一种用于固体激光器的倍频装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光倍频器件，具体涉及一种应用于固体激光器的安装有倍频晶体的装置。

背景技术

在激光器的工作过程中，需要使用倍频装置将基频光进行倍频以得到所需要的激光输出，例如半导体泵浦固体激光器的谐振腔部分主要就包括有激光晶体和倍频晶体，激光晶体将泵浦光转化为基频光，倍频晶体则通过与激光晶体合适的匹配将基频光数倍倍频后输出所需要波长的激光。在这个过程中，倍频晶体由于吸收功率密度较高的基频光而温度上升，这将引起相位失配和热透镜效应，导致倍频晶体光学性能变差，激光输出稳定性受到了影响。因此必须对倍频晶体进行冷却处理，以保证倍频晶体处于合适的温度环境中。

图1a和1b图示出了一种固体激光器的倍频装置结构：倍频晶体04安装在晶体座03上端的凹槽内，倍频晶体压板05封盖在该凹槽上，晶体座03下端固定在热沉02上，面与面之间平整接触，热沉02底面与TEC制冷器01相连。该种结构的倍频装置中，倍频晶体04距离TEC制冷器01较远，导致该装置的热阻大，并且晶体座03与热沉02的接触面积小，热传递效果差，故在TEC制冷器01工作时，倍频晶体04和热沉02之间产生了较大的温差。当倍频晶体04达到所需要的温度时，热沉02的温度就变得相当低了，这样热沉02上容易凝结水珠，该水珠可能会污染损坏倍频晶体04，影响激光器稳定性。另外，制冷效果不好使得TEC制冷器01需要提高功率工作才能达到制冷需求，导致激光器电输入总功率增加。

为了减小倍频装置的热阻，技术人员尝试缩小晶体座03的高度尺寸，即使得倍频晶体04离TEC制冷器01较近，但当倍频晶体04离晶体座03底面较近时，晶体座03高度缩小，晶体座03相对变得薄了，晶体座03的机械强度相应地降低，在该倍频装置的装配过程中，会带来一些负面影响，例如晶体座03变形引起倍频晶体04受力过大，会产生晶体双折射效应，甚至造成倍频晶体04变形损坏。

从以上所述可得知，是不能通过一味地缩小倍频晶体座03的高度来使得倍频晶体04离TEC制冷器01较近，从而降低装置热阻的，必须经过实验和研究才能得出倍频晶体04和晶体座03以及热沉02之间合适的结构位置关系，以提高倍频装置的冷却效果。

发明内容

经过对倍频装置的结构进行大量的设计研究工作，终于得出本实用新型所述的一种用于固体激光器的倍频装置，该倍频装置热阻很小，较大程度地改善了TEC制冷器对倍频晶体的冷却效果，同时该倍频装置结构强度好，工作可靠。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种用于固体激光器的倍频装置，包括安装有倍频晶体的晶体座、倍频晶体压板、热沉和TEC制冷器，其中，倍频晶体压板固定在晶体座上端并封盖住倍频晶体，晶体座的底面与热沉的上表面紧密相连，热沉的下表面与TEC制冷器的制冷面紧密相连，倍频晶体的中心离热沉上表面的高度为5～10mm。

在上述结构基础上，其中：

所述晶体座上端开有长条形凹槽，所述倍频晶体设置在该凹槽内。

所述晶体座横截面呈倒T形。

所述倍频晶体为LBO、KTP、BBO或其他具有倍频特性的非线性光学晶体。

所述倍频晶体的中心离热沉上表面的高度为5～10mm是通过缩小晶体座的高度尺寸来达到的。

所述晶体座的底面宽度为热沉上表面宽度的80％以上，所述宽度是指晶体座和热沉分别沿垂直于倍频晶体内激光行进方向的尺寸宽度。

所述倍频晶体压板是通过螺钉固定在晶体座上端的。

通过技术人员的实验研究设计出本实用新型的倍频装置，与现有技术相比，本实用新型使得倍频晶体的中心离热沉上表面的高度为5～10mm，适当地缩小了晶体座的高度尺寸，这时倍频晶体离TEC制冷器较近，倍频装置热阻小，TEC制冷器工作时，倍频晶体可以得到较好的冷却，使得倍频晶体与热沉之间温差小，倍频晶体上下表面温差小，且提高了TEC制冷器的制冷功效，降低其能耗。

本实用新型同时能保证晶体座的机械强度，倍频装置组装完成后，倍频晶体不会因受外力作用而产生不良影响，本实用新型在倍频工作时具有良好的稳定性。

另外，晶体座的底面宽度为热沉上表面宽度的80％以上，这样保证晶体座底面与热沉充分接触，使得热沉对晶体座的热传递效果更好，进一步改善了本实用新型的冷却效果。

附图说明

图1a为背景技术中的倍频装置的结构主视示意图。

图1b为图1a沿中心线方向的剖面示意图。

图2a为本实用新型一种用于固体激光器的倍频装置的结构主视示意图。