[发明专利]一种板条激光增益介质封装方法

说明书

本发明公开了一种板条激光增益介质封装方法，涉及固体激光器技术领域，该方法包含如下步骤：对板条激光增益介质的焊接面进行镀膜处理；对热沉的焊接面进行处理，使所述热沉的焊接面满足指定要求；选取焊接过渡片，通过两块热沉的焊接面各包夹一块所选取的焊接过渡片，在两块焊接过渡片之间包夹设置所述板条激光增益介质组成焊接体；对所述焊接体进行焊接，完成所述板条激光增益介质的封装。本发明封装方法降低激光增益介质和热沉的焊接应力，从而降低了激光增益介质和热沉的焊接层的热应力，提高板条激光增益介质模块的光束质量及可靠性。

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种板条激光增益介质封装方法，特别是大尺寸的固体激光器的板条激光增益介质的低应力封装方法。

背景技术

固体激光器的激光增益介质在光泵浦过程中，由于泵浦带与上激光能级之间的光子能差以热的方式散到增益介质晶格中，下激光能级与基能态之间的能差转化等，使激光增益介质产生大量热，从而使激光增益介质本身的温度迅速升高。为了保证激光增益介质能够正常工作，必须对激光增益介质进行冷却。

板条激光增益介质使光线沿着z字形光路传播，在理想的状态下，该板条结构产生垂直于板条大表面的一维温度梯度和平行于板条大表面的热应力，在板条的中心面上，热分布对称，板条大表面之间的热应力最终为平衡值0。但在实践应用中，板条激光增益介质通常采用铟或金锡合金焊料作为与热沉的连接材质，在高于焊料熔点的温度下进行焊接，焊料经过熔化再凝固的过程后，焊接层的焊料分布不均匀，板条激光增益介质的冷却不可避免地出现不均匀性，从而使焊接层产生不均匀分布的热应力。在焊接层的热畸变作用下，板条激光增益介质的热效应加重，会产生严重的热透镜效应、热致应力双折射、热致衍射损坏、热致晶体碎裂等效应，直接影响固体激光器的光束质量和可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种板条激光增益介质封装方法，用以解决现有技术中存在的焊接层在激光增益介质工作时的热畸变的问题。

本发明实施例提供一种适用于固体激光器的板条激光增益介质的封装方法，该方法包括下列步骤：

一种板条激光增益介质封装方法，该方法包含如下步骤：

对板条激光增益介质的焊接面进行镀膜处理；

对热沉的焊接面进行处理，使所述热沉的焊接面满足设定要求；

选取焊接过渡片，通过两块经过处理的热沉的焊接面各包夹一块所选取的焊接过渡片，在两块焊接过渡片之间包夹设置镀膜处理后的板条激光增益介质组成焊接体；

对所述焊接体进行焊接，完成所述板条激光增益介质的封装。

可选的，所述对板条激光增益介质进行镀膜处理具体为，在所述板条激光增益介质的两个表面均依次镀上光学膜、钛膜、铂膜、金膜和铟膜。

可选的，所述热沉的内部设置有微通道水冷结构，所述对热沉的焊接面进行处理具体为，在所述热沉的焊接面镀上金膜和铟膜，使得所述热沉的焊接面满足，清洁度≤0.1mg/cm²，平面度≤0.5λ，λ表示波长，光洁度≤40/20。

可选的，选取的焊接过渡片为金刚石片、钨铜片、金箔、银箔或铜箔，且所述焊接过渡片的大小与所述板条激光增益介质的焊接面大小相同。

可选的，对所述焊接体进行焊接，具体包含，

将所述焊接体放入真空焊接炉中；

将真空焊接炉抽真空至6×10^-3～8×10^-4Pa，设置真空焊接炉温度为170℃～260℃进行焊接；

保温5～10分钟后，关掉真空焊接炉的加热电源，保持真空状态下冷却至室温；

取出焊接体，完成焊接过程。