[发明专利]小型DPL脉冲激光器交错侧泵腔体

说明书

本发明公开了一种小型DPL脉冲激光器交错侧泵腔体，包括前腔体和后腔体两部分，前、后腔体的中心位置均沿轴向z轴方向放置一个激光晶体，前腔体包括左右对称水平放置的两个热沉、上下对称垂直放置的两个散热槽和激光晶体，两个散热槽布置在两个热沉之间，激光晶体布置在热沉和散热槽所形成结构的中心位置，散热槽与激光晶体接触的表面为圆弧面，热沉上开设圆弧，圆弧中焊接二极管泵浦源阵列巴条，巴条布置在激光晶体外围；前腔体的散热槽和巴条分别与后腔体的散热槽和巴条在圆周的位置上旋转90度。本发明结构紧凑、体积小，泵浦均匀、无泵浦死角，散热均匀，前后腔体相互补偿，消除晶体应力，输出激光光学质量好、效率高。

技术领域

本发明属于光学激光器技术领域，涉及一种小型DPL脉冲激光器交错侧泵腔体。

背景技术

随着全固态激光器向小型化高光束质量高峰值功率的技术发展，核心元器件---泵浦腔体的泵浦功率在有限的体积下也不断增加，其有效均匀的散热也要求增加，同时由于应用要求物理尺寸必须小型紧凑，泵浦腔内的热流密度也随之增加，导致激光晶体热畸变、热透镜加剧等热效应，从而使输出激光的效率和光学质量大大降低，严重限制了军用固体激光器的使用，所以，对包含激光晶体的泵浦腔体进行有效的热控制一直都是本专业关注的焦点。

就全固态DPL脉冲Nd：YAG固体激光器而言，泵浦腔体的热管理范围主要包括腔体结构设计、泵浦源(二极管阵列巴条)、激光工作物质(激光晶体)等的热管理，激光晶体的热管理问题主要体现在晶体在泵浦过程中的热效应问题：泵浦源通过泵浦腔体向激光晶体提供输出激光所需能量的同时，在晶体中产生过多的费热，为了持续工作，必须及时从晶体中消除这些费热，即减小晶体的“热效应”，这些热效应既降低了激光效率，又产生晶体畸变导致输出激光光学质量降低，极大的限制了应用，这些问题在要求高峰值功率高光学质量的小型化军用Nd：YAG固体激光器中，在技术上是一个极大的挑战。

一般的小型化热传导冷却脉冲固体Nd：YAG激光器的侧泵浦腔体技术有如下两种：一种是采用瓦片式的半圆周泵浦半圆周冷却的交错泵浦冷却激光晶体的方式，另一种是360度圆周泵浦与360圆周冷却晶体相互交替进行的；对于前一种瓦片式半圆交错泵浦方式，也是一种前后交错对称泵浦结构，但对于激光晶体而言，晶体前后承受的热应力是不均匀的，晶体内部受到的热应力在前后方向上综合作用的结果是使其横向应力增大，则晶体热畸变增大，从而导致输出激光光学质量降低，光斑形状变差；另一方面，在前腔体的泵浦与冷却的交接区，与后腔体的泵浦与冷却的交接区，在晶体的泵浦截面方向上是一致的，则没有达到相互补偿的作用，这也导致了泵浦在该区域的弱区，从而出现输出激光光斑的不均匀，光学质量下降。

对于后一种常规的360度圆周泵浦360度圆周冷却交替进行的侧泵浦方式，由于泵浦和冷却晶体不在晶体的同一轴向区域，导致晶体在轴向上形成冷-热-冷-热的非均匀受热，产生热应力会导致输出激光光学质量降低，同时，单位晶体长度的泵浦功率密度较大，也会导致晶体热应力较大，影响输出激光光学质量，这样限制了激光效率和光学质量的提高。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种体积小、输出激光光学质量高、峰值功率大、效率高、可靠性高、易操作的军用全固态DPL脉冲固体Nd:YAG激光器的交错测面泵浦腔体。

(二)技术方案