[实用新型]一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置

说明书

技术领域

本实用新型属于激光器散热技术领域，具体涉及一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置。

背景技术

随着固体激光技术的飞速发展，二极管抽运固体激光器已在军事、科研、工业、医疗以及航空航天领域得到了广泛的应用。然而，激光晶体的热效应依旧是限制激光器输出功率进一步提高的重要因素。对于二极管端面抽运圆棒状晶体的固体激光器，通常用铟箔包裹晶体后，用两块金属热沉夹持并通过晶体棒侧面进行传导散热。当两块金属热沉凹槽扣合夹持圆棒晶体时，晶体棒侧面受到的装配压力呈非均匀分布，在热沉凹槽底部最大，在热沉凹槽边沿最小。另一方面，由于晶体棒与热沉的接触面实际并非绝对平整光滑，存在一定的表面粗糙度，影响二者间的接触热导。接触热导的大小及其分布，取决于材料的热导率、表面粗糙度以及装配压力的大小及分布。

采用两块热沉夹持圆棒晶体散热时，由于接触热导在晶体棒与热沉间的非均匀分布，晶体棒的热耗向热沉的传递随圆周角发生变化，导致晶体棒温度场呈非轴对称分布，使得热透镜效应、热应力双折射效应和端面形变效应等呈非轴对称性，影响到输出光束质量。热耗增大时，侧面散热的不均匀会使晶体棒因受热不均而炸裂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其结构简单，装配方便，能够增大圆棒状激光晶体的侧面与热沉块间微观接触面积整体数值，散热的均匀性好，稳定性好，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其特征在于：包括热沉块、紧固螺母和用于夹持包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的晶体夹持组件，所述晶体夹持组件由四块结构相同的夹持块拼接构成，所述夹持块外轮廓的形状为四分之一圆台形，所述夹持块上两个平面相交的位置处设置有横截面为四分之一圆弧形的凹槽，四块夹持块拼接在一起后四个凹槽相配合形成了用于安放包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的圆棒状激光晶体安放槽，所述夹持块的小端圆弧面上设置有与紧固螺母内的内螺纹相配合的外螺纹，所述热沉块上横向设置有用于安放晶体夹持组件的圆台形通孔，所述晶体夹持组件的小端带有外螺纹的部分穿出到圆台形通孔外部且与紧固螺母螺纹连接。

上述的一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其特征在于：所述热沉块外轮廓的形状为长方体形。

上述的一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其特征在于：所述紧固螺母为六角螺母。

上述的一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其特征在于：所述热界面物质为铟箔。

上述的一种圆棒状激光晶体侧面全接触散热热沉装置，其特征在于：所述铟箔的厚度为30μm～70μm。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型针对采用两块带有半圆形凹槽的热沉夹持圆棒晶体时，晶体棒侧面与热沉间受力不均，接触热导分布不均且数值偏小而提出，结构简单，设计新颖合理，装配方便，使用操作便捷。

2、本实用新型四块夹持块组合夹持圆棒状激光晶体散热，利用紧固螺母对热沉块的推动，实现热沉块对晶体夹持组件的挤压装配，达到包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的侧面与圆棒状激光晶体安放槽的近似全接触，能够增大圆棒状激光晶体的侧面与热沉块间微观接触面积整体数值，减小二者间接触热阻，提高散热效率，改善热透镜效应的均匀性，能够有效地避免圆棒状激光晶体因受热不均而炸裂，且有助于提高激光器输出光束的质量。

3、本实用新型的稳定性好，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，装配方便，能够增大圆棒状激光晶体的侧面与热沉块间微观接触面积整体数值，散热的均匀性好，稳定性好，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的装配图。

图2为本实用新型夹持块的结构示意图。

图3为本实用新型热沉块的结构示意图。

图4为本实用新型紧固螺母的结构示意图。

图5为本实用新型包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的结构示意图。

附图标记说明:

1—热沉块；            1-1—圆台形通孔；      2—紧固螺母；

3—晶体夹持组件；      3-1—夹持块；          3-2—凹槽；