[发明专利]一种基于液体吸收的主动冷却高能激光吸收装置

说明书

本发明提供了一种基于液体吸收的主动冷却高能激光吸收装置，该方案包括有激光扩束器、锥形池、冷却水管道和支撑部件；锥形池的锥端设置在支撑部件上；激光扩束器设置在锥形池的底面；冷却水管道设置在支撑部件和锥形池之间；锥形池内注入有吸收液体。该方案对高能激光吸收稳定、可靠、安全，适用范围广，可以长时间连续使用。

技术领域

本发明涉及的是激光器应用领域，尤其是一种基于液体吸收的主动冷却高能激光吸收装置。

背景技术

自1960年第一台激光器问世以来，激光技术（尤其是高功率激光）获得了极大的发展，广泛应用于工业、医疗、科研、国防等领域。随着激光器功率的不断提高，激光安全问题也越来越受到人们的重视。高功率激光作用于人体，轻则导致局部的皮肤烧伤，重则致盲。针对激光安全，世界各国都出台了许多标准，指导激光使用人员如何安全操作激光，特别是高能激光。

在激光的使用过程中，根据实际情况可能需要随时停止激光输出。一般通过光路中布设光闸将激光束导入激光吸收装置中来实现，而无需停止激光器的电流供应。因此，激光吸收装置在高功率激光的应用领域发挥着极其重要的作用。现有的激光吸收装置普遍采用的是一种金属锥形能量杯的结构，激光直接作用于金属杯体产生吸收，这样会产生的典型问题是激光作用的金属表面容易被打坏，同时产生粉尘对光学器件造成损坏。因此，需要开发出一种基于新的吸收机理的高能激光吸收装置。

液体对某些激光具有较强的吸收作用，如纯水对波长为1064nm附近的激光具有较强的吸收作用，吸收系数为0.17cm^-1，根据比尔定律可以算出1064nm激光在水中传播20cm后，96%的功率都会被水吸收。美国专利号US7027479B2公开了一种基于液体吸收的激光吸收体，所述吸收体是一个方形的液体容器，其机理是液体的光吸收作用，这是一种新的激光吸收思路。但是对于这样的一种方形装置，若吸收体对光的吸收不够充分，会导致大量的激光会通过反射溢出吸收体，对周围器件造成光老化影响。另外，在高功率的千瓦甚至万瓦激光作用下，由于液体初段吸收激光功率较多而造成整个吸收体的温度分布不均，液体会被迅速加热至沸腾，存在潜在的液体溢出、吸收体炸裂等不安全隐患。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种基于液体吸收的主动冷却高能激光吸收装置的技术方案，该方案对高能激光吸收稳定、可靠、安全，适用范围广，可以长时间连续使用。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种基于液体吸收的主动冷却高能激光吸收装置，包括有激光扩束器、锥形池、冷却水管道和支撑部件；锥形池的锥端设置在支撑部件上；激光扩束器设置在锥形池的底面；冷却水管道设置在支撑部件和锥形池之间；锥形池内注入有吸收液体。

作为本方案的优选：冷却水管道紧贴锥形池，形状为V形。

作为本方案的优选：锥形池上设置有温度测量装置；温度测量装置能够实时监测锥形池内吸收液体的温度。

作为本方案的优选：锥形池的锥面锥角为5°至85°。

作为本方案的优选：锥形池的侧壁上设置有液体进出口；液体进出口上设置有泄压阀。

作为本方案的优选：温度测量装置设置在液体进出口内。

作为本方案的优选：锥形池、冷却水管道和支撑件的材质为铜或者钨铜。

作为本方案的优选：锥形池的内表面上设置有阶梯槽，阶梯槽的数量为10个到50个。

作为本方案的优选：激光扩束器的出光端与锥形池通过螺纹固定连接。

作为本方案的优选：激光扩束装置由入射窗口、出射窗口、凹透镜和凸透镜组成。