[发明专利]一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块

说明书

本发明公开了一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块，属于板条固体激光领域，包括板条增益介质，与该板条增益介质两侧大面相对的位置分别设有一冷却器，每个冷却器与板条增益介质之间固定连接，形成一密封腔体；冷却器的上方设置有一进水口和一出水口，当板条增益模块处于工作状态时，冷却液从进水口注入后在密封腔体内部直接流经两个大面，并从出水口流出，从而将板条产热带走。本发明可减小由于板条废热产生的局部连接应力引起的静态畸变和长期使用后热连接状态的退化，有效提升板条静态光束质量和板条增益模块长期使用的稳定性，能够对激光增益介质进行冷却；装夹工艺相对简单，提升装夹应变应力分布一致性。

技术领域

本发明涉及板条固体激光领域，尤其是一种用于端泵浦固体板条激光的液体直接对称冷却板条增益模块。

背景技术

在板条激光器领域中，板条增益模块是激光器核心器件，而板条增益模块主要涉及到泵浦源、泵浦耦合、增益介质及介质热管理。其中在板条增益介质废热管理方面，连续或者高占空比板条增益介质经常通过热连接技术(如焊接)实现热管理，而通过热连接技术实现的散热方法在增益介质中较容易出现应力和应变不均匀的情况，导致板条静态波前畸变。在热加载情况下，会加剧增益介质的应力和应变不均匀性，对激光产生严重像差和退偏，甚至影响板条安全。在长时间重复热加载后，由于不停地重复应力分布变化和板条散热大面与冷却器连接处自然退化，会导致连接特性和散热特性变化，影响激光器稳定性。

在大面泵浦液冷激光器中，为了使得对泵浦光具有高透性，经常采用液体直接冷却大面的方式，该种泵浦方式由于泵浦光需要经过流体，其泵浦均匀性和冷却均匀性往往较难得到保证，热致波前畸变较大，而且泵浦光经过液体也会存在一定泵浦光损耗。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块，能够对板条增益介质进行冷却，减小由于板条废热产生的局部连接应力引起的静态畸变和长期使用后热连接状态的退化，有效提升板条静态光束质量和板条增益模块长期使用的稳定性。

本发明采用的技术方案如下：

一种端泵浦液体直接对称冷却板条增益模块，包括板条增益介质10，与该板条增益介质10两侧大面相对的位置分别设有一冷却器20，每个冷却器20与板条增益介质10之间固定连接，形成一密封腔体；

冷却器20的上方设置有一进水口21和一出水口22，当板条增益模块处于工作状态时，冷却液从进水口21注入后在密封腔体内部直接流经板条增益介质10的两个大面，并从出水口22流出，从而将板条产热带走。

所述板条增益介质10包括中间的掺杂区11和两端的非掺杂区12，两个非掺杂区12位于板条增益介质10的两端并中心对称，且每个非掺杂区12的外端为楔形结构，以用于导入泵浦光。

每个冷却器20与板条增益介质10之间通过密封圈30固定连接。

所述密封圈30为闭合弹性密封圈，该密封圈30使冷却器20与板条增益介质10的大面弹性接触，形成密封闭合的矩形腔体、并限制冷却液在腔体中流动和冷却。

密封圈30在长度方向上至少要覆盖增益介质10的掺杂区11、并与非掺杂区12接触，在宽度方向上至少要覆盖增益介质10的掺杂区11。

在两个冷却器20的四周均匀排布有紧固螺丝孔，冷却器20通过密封圈30与板条增益介质10紧密接触后，再用紧固螺丝通过冷却器20上的螺丝孔将一对冷却器20紧固并使其受力均匀，使得板条增益介质10的大面、密封圈30和冷却器20形成一个密封的液体通道。

在密封圈30的宽度方向，密封圈30与板条增益介质10的边缘预留额外宽度。

非掺杂区12的楔形结构外部露出在冷却器20之外，其上包括泵浦光通光面和激光通光面，泵浦光通过泵浦通光面进入，并在板条增益介质10的掺杂区11实现粒子数反转，从而形成激光增益。