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，兩個激光棒所處的焦線同軸。本發(fā)明有效解決了高功率輸出的激光光束呈橢圓分布，兩個方向發(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。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光器【技術領域】，具體是一種用于雙棒串接的整體式聚光腔。 一種用于雙棒串接的整體式聚光腔

【背景技術】
[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，并且必須嚴格校準分別在左右方向和高低方向各個聚光腔之間 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。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術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] -種用于雙棒串接的整體式聚光腔，包括兩支泵浦燈、兩個激光棒、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。
[0008] 如上所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，還包括進水座和出水座，進水座和出 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 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，在聚光腔中部設有過渡管和過渡塊， 過渡管用于密封兩個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。
[0011] 本發(fā)明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是本發(fā)明用于雙棒串接的整體式聚光腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明兩支泵浦燈1、兩個激光棒2和反射瓦塊3和4的剖視圖；
[0014] 圖3是本發(fā)明內(nèi)水循環(huán)示意圖。
[0015] 圖中：1一泵浦燈，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 一進水座，15-出水座，16-泵浦燈玻璃管，17-激光棒玻璃管。

【具體實施方式】
[0016] 下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0017] 請參考圖1，本發(fā)明用于雙棒串接的整體式聚光腔包括兩支泵浦燈1、兩個激光棒 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、進水座14和出水座15。泵浦燈1和激光棒2設 置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈1和激光棒2呈左右布局，后半部分泵浦燈1和激光棒2呈上 下布局。泵浦燈1和激光棒2均有循環(huán)水流進行冷卻。
[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，U形槽的設置可以保證前后兩個激光棒 的同軸度。本發(fā)明的聚光腔中部設有過渡管11和過渡塊12,過渡管11用于密封兩個激光 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 可隨著前后兩個泵浦單元之間的距離改變而調(diào)整。這樣即可實現(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現(xiàn)差異化激光應用的要求。
[0019] 圖2所示為兩支泵浦燈1、兩個激光棒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1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)分別設有左右端頭（5、6)， 左右端頭（5、6)上設有分別供泵浦燈1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，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1和激光棒2也分別與該反射腔的兩焦線同軸，并且兩個激光棒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)分別設有上下端頭（9、10)，上下端頭（9、 10)上設有分別供泵浦燈1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，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，換燈后無需重新進行光的調(diào)整和調(diào)試。
[0022] 本發(fā)明的聚光腔還包括有進水座14和出水座15,進水座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"0"形密封 圈。
[0023] 圖3所述為本發(fā)明的聚光腔內(nèi)水循環(huán)示意圖。冷卻水經(jīng)過進水座14分別由底部 進入左端頭5和下端頭10,冷卻水進入左端頭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（1)、兩個激光棒 (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（1)和激 光棒（2)設置在腔體內(nèi)，前半部分泵浦燈（1)和激光棒（2)呈左右布局，后半部分泵浦燈 (1)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（1)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（1)和激光 棒（2)分別與第二反射腔的兩焦線同軸，所述兩個激光棒（2)所處的焦線同軸。
2. 如權利要求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)上設有分別供前半 部分的泵浦燈（1)和激光棒（2)穿入的孔，上端頭（9)、下端頭（10)上設有分別供后半部分 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。
4. 如權利要求2或3所述的用于雙棒串接的整體式聚光腔，其特征在于：還包括進水 座（14)和出水座（15)，進水座（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 有過渡管（11)和過渡塊（12)，過渡管（11)用于密封兩個激光棒⑵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)。
6. 如權利要求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。
【文檔編號】H01S3/091GK104092089SQ201410301238
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】付俊, 徐章地 申請人:武漢希利激光技術有限公司