[发明专利]一种用于板条激光晶体的双面水冷装置

说明书

一种用于板条激光晶体的双面水冷装置，包括夹持框架，及上水道座、下水道座，夹持框架中设有板条激光晶体，板条激光晶体的顶部通过固定条与上水道座连接、底部通过固定条与下水道座连接；夹持框架的前后两个侧面上分别设有保护窗玻璃；下水道座与固定条的两侧之间形成水道1，两个保护窗玻璃分别与板条激光晶体的侧面之间形成水道2，上水道座与固定条的两侧之间形成水道3，冷却水从水道1中进入，依次经过水道2、水道3后流出或再进入水道1进行冷却循环。本发明既可实现板条激光晶体的大面双面泵浦，又可减轻水流对结构的振动，使得整个装置更稳定；匀化水流，实现均匀制冷，减少纵向上热梯度的产生，从而实现高功率、高质量光束的输出。

技术领域

本发明涉及板条激光器冷却技术领域，特别是涉及一种用于板条激光晶体的双面水冷装置。

背景技术

传统的固体激光器采用棒状激光介质，由于冷却过程中工作介质在在径向存在比较大的温度梯度，因而带来了严重的热透镜效应，导致激光器输出功率和光束质量下降，更为严重的可能还会造成激光介质的损坏。为了进一步提高固体激光器的平均输出功率，改善光束质量，越来越多的研究人员提出了板条激光器的概念。板条激光介质耐吸收热量的能力优于棒状介质，并且其输出功率理论上仅受限于应力断裂极限。因而，板条激光器受到了越来越多的重视。

板条激光器的泵浦方式有：端面泵浦、侧面泵浦、大面泵浦。其中大面泵浦由于其泵浦面积大、能获得更大的泵浦功率而被研究人员大量采用。虽然板条激光器向高集成和高功率方向快速发展，但是其产生的高热量散热问题也随之变得日益严重，并成为板条激光器发展的一个瓶颈。目前板条激光器的冷却方式主要有热沉散热和水冷散热，其中水冷散热结构主要存在以下不足：(1)在高功率运转条件下，高速水流容易造成结构的振动，导致系统不稳定；(2)现有的大面泵浦方案中，多采用一面泵浦一面冷却的方式，单一表面进行制冷容易产生热梯度，影响出光光束质量；(3)现有的板条激光器水冷结构中，由于水流在冷却区内缺乏稳定均匀性，导致板条晶体热梯度较大，影响出光光束质量。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于板条激光晶体的双面水冷装置，既可实现板条激光晶体的大面双面泵浦，又可减轻水流对结构的振动，匀化水流，实现板条激光晶体均匀制冷，从而实现高功率、高质量光束的输出。

一种用于板条激光晶体的双面水冷装置，包括夹持框架，及设于所述夹持框架顶部的上水道座、底部的下水道座，所述夹持框架中设有横向贯穿所述夹持框架的板条激光晶体，所述板条激光晶体的顶部通过固定条与所述上水道座底部连接、底部通过固定条与所述下水道座顶部连接；

所述夹持框架的前后两个侧面上分别设有保护窗玻璃，所述保护窗玻璃的位置与所述板条激光晶体的位置对应，泵浦源发出的泵浦光通过两个保护窗玻璃实现对板条激光晶体的双面对称泵浦；

所述下水道座与固定条的两侧之间形成水道A，两个所述保护窗玻璃分别与所述板条激光晶体的侧面之间形成水道B，所述上水道座与固定条的两侧之间形成水道C，冷却水从水道A中进入，依次经过水道B、水道 C后流出或再进入水道A进行冷却循环。

进一步地，所述水道B的宽度小于所述水道A 的宽度，所述水道A 的宽度与所述水道C的宽度相等；

每一所述保护窗玻璃与所述板条激光晶体的侧面之间的距离相等。

进一步地，所述下水道座中设有位于中间的冷却区，及与该冷却区连通且位于该冷却区两端的前部喷嘴区，每一前部喷嘴区的外端连接用作入水口的水嘴；

所述上水道座中设有位于中间的冷却区，及与该冷却区连通且位于该冷却区两端的后部扩散区，每一后部扩散区的外端连接用作出水口的水嘴。

进一步地，所述前部喷嘴区的内径为喇叭状，靠近所述水嘴一端的内径大于靠近冷却区一端的内径；

所述后部扩散区的内径为喇叭状，靠近所述水嘴一端的内径大于靠近冷却区一端的内径。