[发明专利]具有独立智能控温功能的紫外激光器壳体总成

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器壳体结构，具体地说是一种具有独立智能控温功能的紫外激光器壳体总成，属于紫外光发生装置技术领域。

背景技术

激光是近代科学技术中的重大发明之一，其中，355nm紫外激光在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出。全球对优质的冷光源激光器的需求日益增加，应用领域不断扩大。获取光束质量优良，频率单一，能长效稳定运行的紫外激光，对精密加工行业和非金属加工行业，意义重大。从激光产业发展和经济效益出发，也是大势所趋。

紫外激光属于短波长，冷光源，加工的效应是通过短波长激光，直接被材料的分子或原子吸收，打断物质的分子链，使其脱落，或改变其分子属性，从而达到切割、蚀刻、打标等不同的加工效果，对所加工材料的热影响极低。不同于长波长激光使材料产生高温，表层物质气化的过程，激光光斑附件的材料，会有较强的热影响。几乎所有材料对紫外激光的吸收率都极高，同红外激光比较，紫外激光除铜材质意外，适合加工的材质更加广泛。355nm紫外激光器，输出波长短，能量集中，激光聚焦光斑极小，聚焦点可以小到几个微米数量级，加之355nm波长热效应小，能在很大程度上降低被加工材料的机械变形和热破坏，在精密材料微加工，紫外固化，光刻等领域有广泛的应用前景。

功率稳定，光学质量高，频率单一的紫外激光器才能将紫外激光的加工优势完全体现出来，品质不佳的紫外激光器大大限制了紫外激光的应用。紫外激光的产生，主要是将波长较长的红外激光，通过倍频晶体的多次非线性转换而获得。由于355nm激光能被包括光学器件在内的几乎所有材料吸收，容易损伤光学器件；非线性晶体的转换效率极易受温度变化影响，造成激光器功率不稳定；加之整个激光器光路内有808nm，1064nm，532nm，355nm等多种波长的激光，如果 355nm波长的激光输出时，掺杂了较多的其他波长激光，会造成激光器加工效果不佳。所以要获得功率稳定，光学质量高，频率纯净的紫外激光，对紫外激光器的光学、热学、电学以及机械等综合设计的要求很高。

由于激光器是集光、机、电、液为一体的复杂精密系统，所以其内部模块的环境稳定性对激光器的整体性能有至关重要的影响。目前常用的激光器壳体主要是由矩形盒体和盖体组成，内部设有维持系统热平衡的冷却水路系统。其缺点是结构过于简单，壳体内仅有一个共用的安装腔，光学模块、电学模块与冷却水路系统不能隔离，长时间使用后，冷却水路系统容易发生渗漏，影响光学模块、电学模块的性能，导致激光器稳定性很差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种紫外激光器壳体总成，其结构巧妙，设计合理，能对安装在其内部的光学模块和电学模块进行独立智能温控，恒定激光器内部各模块的温度，稳定激光的输出功率和光学质量。

按照本发明提供的技术方案：具有独立智能控温功能的紫外激光器壳体总成，包括壳体本体，其特征在于：所述壳体本体的内部空间分割为前腔、后腔和侧腔三部分，前腔与后腔之间设有隔板，前腔、后腔和侧腔的顶面均设有开口，并分别对应配装有前腔腔盖、后腔腔盖和侧腔腔盖，前腔腔盖、后腔腔盖和侧腔腔盖均配有密封胶圈；所述后腔底部设有第一热交换模块槽，第一热交换模块槽内安装有第一热交换模块，后腔内对应第一热交换模块的位置处用于安装紫外激光器的基频激光器；所述前腔底部设有第二热交换模块槽，第二热交换模块槽内安装有第二热交换模块，前腔内对应第二热交换模块的位置处用于安装紫外激光器的谐振腔。

作为本发明的进一步改进，所述第一热交换模块槽设置在后腔底部内表面上，在第一热交换模块上方依次叠放有激光器TEC制冷片和激光器储热基板，激光器TEC制冷片的底部与第一热交换模块的顶部接触，激光器TEC制冷片的顶部与激光器储热基板的底部接触，激光器储热基板固定在后腔的底部内表面上，激光器储热基板上用于安装基频激光器；所述激光器TEC制冷片与TEC电源控温驱动板电连接。

作为本发明的进一步改进，所述第二热交换模块槽设置在前腔底部外表面上，第二热交换模块槽配装有第二热交换模块槽盖板；所述前腔底部内表面上固定安装有LBO晶体TEC制冷片，所述LBO晶体TEC制冷片固定在前腔底部内表面上，LBO晶体TEC制冷片上用于安装紫外激光器谐振腔中的LBO晶体；所述LBO晶体TEC制冷片与TEC电源控温驱动板电连接。

作为本发明的进一步改进，所述TEC电源控温驱动板安装在侧腔内。

作为本发明的进一步改进，所述第一热交换模块和第二热交换模块均是主要由水冷块和水冷管道组成，所述水冷管道的入口端连接入水嘴，水冷管道的出口端连接出水嘴。