[发明专利]一种固体激光器内部器件温度控制系统

说明书

本发明公开了一种固体激光器内部器件温度控制系统，该系统基于固体激光器对其激光晶体和其他晶体分开进行温度控制，该系统包括LD激光二极管、第一晶体、第二晶体、热沉、隔热层、制冷片、散热片、散热风扇，第一晶体为激光器的激光晶体，第二晶体为激光器内的另一晶体，在每个晶体的四个侧面包裹有热沉，两晶体的热沉之间用隔热层隔绝热量，热沉上底面和下底面设置有制冷片。通过制冷片将第一晶体和第二晶体的热沉分别控制在不同的冷却温度，再将晶体产生的热量通过散热片传导到激光器底座，经散热风扇传输到工作环境中，提高了激光晶体与其他晶体的匹配度，同时也提高了激光传输效率和激光输出功率。

技术领域

本发明属于激光技术领域和温度控制领域，具体涉及一种固体激光器用温度控制系统。

背景技术

随着激光技术的不断发展，激光器的应用范围也在不断扩大，对激光器的波长及选频、倍频、调Q等也提出了新的要求，为了满足这些要求，在激光器内部常常选用两个或两个以上的不同晶体进行配合实现满足需求的激光输出。这些激光器的内部器件排布紧密，其产生的高热流密度散热问题也需引起重视。

目前针对固体激光器的温度控制装置较多，但大都是只针对激光晶体或对整体谐振腔进行散热和温度控制，忽略了激光晶体与后面的其它晶体的产热量和导热速度不同导致的温度匹配问题，从而会造成内部有多个晶体的激光器出现失配的问题，降低了激光的传输效率，因此，急需提供一种能够将激光器内部的激光晶体和其它晶体分别控制温度的温度控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种对激光器内部的多块晶体分别进行温度控制的温度控制系统，该系统体积小，无需水冷，可以保证激光的最佳传输效率，从而提高激光器的输出功率及输出光束光束质量。

本发明采用的技术方案为一种基于固体激光器的温度控制系统，该系统基于激光器内晶体的产热量和升温速度进行无水冷散热和控温，该系统包括LD激光二极管、第一晶体、第二晶体、热沉、隔热层、制冷片、散热片、散热风扇，第一晶体为激光器的激光晶体，第二晶体为激光器内的其他晶体，在每个晶体的四个侧面均设置有热沉，热沉上底面和下底面设置有制冷片。

在第一晶体的一侧通光端面使用LD激光二极管进行泵浦，以保证实现足够高的输出功率。

热沉的顶面分别用金属铟焊接在第一晶体的表面和第二晶体的表面。

制冷片的制冷面通过导热硅脂连接在热沉的底面，散热面通过导热硅脂与散热片连接。

由此实现第一晶体和第二晶体产生的热由金属铟到热沉顶面再到热沉底面，然后经制冷片、散热片传导到激光器底座，再经散热风扇传输到工作环境中。

第一晶体为固体激光器的增益介质即激光晶体，第二晶体为激光器内的其他晶体，传统的激光器多为对激光晶体和其他晶体同时进行温度控制，但不同晶体的产热量和导热速度并不相同。因此采用制冷片对激光晶体和其他晶体分开进行温度控制，且晶体的热沉之间用隔热层将温度隔开，不会对彼此产生影响，提高了激光晶体与其他晶体的匹配度，同时也提高了激光的转化效率和输出功率。

采用半导体制冷片温度控制系统的小体积固体激光器，包括第一晶体、聚焦镜组、第二晶体、热沉、半导体制冷片、散热片，两晶体的侧面均用热沉包裹，两晶体的热沉之间用隔热层隔开，热沉底部薄涂一层导热硅脂与半导体制冷片的制冷面结合，最后半导体制冷片的制热面与散热片结合将热量导出。

光首先通过激光晶体第一晶体内部产生热量，再通过第二晶体内部产生热量，热量从第一晶体和第二晶体的侧面分别流向两个热沉，再由两个TEC半导体制冷片实现定向传输将热量通过散热片传递到激光器底座，最后通过散热风扇将热量传递到工作环境中。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。