本实用新型专利技术提供了一种泵浦模块用水冷系统、泵浦模块、固体激光器，所述水冷系统包括两个通水接头、两个分水器、一个热沉组和一个散热管，其中，所述热沉组包括N个热沉，N个热沉均布环绕于散热管的外周；每一热沉内设有弓字形的水流通道，所述热沉的入水口方向和出水口方向均与所述热沉的作用面相垂直，所述作用面与热沉内通长的换热通道紧密相邻。本实用新型专利技术的半导体激光侧面泵浦模块使用寿命长。半导体激光侧面泵浦模块使用寿命长。半导体激光侧面泵浦模块使用寿命长。
【技术实现步骤摘要】
一种泵浦模块用水冷系统、泵浦模块、固体激光器
[0001]本技术涉及激光器
，特别是涉及一种泵浦模块用水冷系统、泵浦模块、固体激光器。
技术介绍
[0002]半导体激光侧面泵浦全固态激光器兼具普通固体激光器和半导体激光器的双重优点，体积小、寿命长、光束质量好、电光转换效率高，其在激光通讯、遥感探测、科研、工业等领域具有重要应用价值。高平均功率、高重复频率的准连续绿光固体激光器尤其在军工领域具有重要应用价值。
[0003]准连续绿光产生主要包括5个物理过程：半导体激光泵浦、激光晶体受激辐射、激光谐振放大、声光调Q、腔内倍频。泵浦模块包含半导体激光器和激光晶体，是绿光固体激光器的能量源，也是准连续绿光产生的关键技术之一，其技术特征直接决定着绿光固体激光器的最大输出功率和能量转换效率。
[0004]受制于诸多技术因素影响，国内未见有达到300瓦水平的准连续绿光固体激光器报道，其中一条重要的制约因素就是泵浦模块技术。为实现高效声光调Q和腔内倍频，以保证高功率准连续绿光产生，半导体激光侧面泵浦模块不但需要在有限空间内具备较高功率输出能力，同时还需控制其内部热效应并保证其输出光束质量。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种泵浦模块用水冷系统。
[0006]本技术的另一个目的是提供一种基于所述水冷系统的泵浦模块。
[0007]本技术的另一个目的是提供一种基于所述泵浦模块的固体激光器。
[0008]为实现本技术的目的所采用的技术方案是：
[0009]一种泵浦模块用水冷系统，包括两个通水接头、两个分水器、一个热沉组和一个散热管，其中，所述热沉组包括N个热沉，N个热沉均布环绕于散热管的外周；每一热沉内设有弓字形的水流通道，所述热沉的入水口方向和出水口方向均与所述热沉的作用面相垂直，所述作用面与热沉内通长的换热通道紧密相邻。
[0010]在上述技术方案中，两个通水接头分别为入水接头和出水接头，两个分水器分别为入水分水器和出水分水器，入水接头密封连接于入水分水器上，出水接头密封连接于出水分水器上，每一热沉的两端分别密封连接于出水分水器和入水分水器相应的热沉连接口上，散热管的两端分别密封连接于出水分水器和入水分水器相应的散热管连接口上。
[0011]在上述技术方案中，半导体激光器的散热面通过绝缘导热焊接块焊接于热沉的作用面上，换热通道内壁距离散热面小于1mm，所述换热通道的直径3
‑
5mm。
[0012]在上述技术方案中，所述热沉包括呈一体结构的散热块和位于其两端的连接块，两个连接块上分别设有一个用于连通所述热沉连接口的连接端口，两个连接端口分别为所
述入水口和出水口。
[0013]在上述技术方案中，每一连接块内设有相垂直的第一通道和第二通道，所述连接端口位于所述第一通道的端部，所述散热块内设有所述换热通道和位于所述换热通道两侧且与其垂直连通的第三通道，两个连接块的所述第一通道和第二通道以及所述散热块的第三通道和换热通道连通形成所述弓字形的水流通道。
[0014]在上述技术方案中，所述散热管为玻璃管，所述散热管的端部穿插于所述分水器的散热管连接口内，并且通过第一密封圈密封。
[0015]在上述技术方案中，N＝5，所述热沉组包括五个热沉，所述分水器的底部设有输水端口，所述输水端口与形成于所述分水器内的分配腔体相连通，所述分水器的侧面上设有正五棱柱结构，所述正五棱柱结构的五个侧面上均形成有一个与所述分配腔体相连通的所述热沉连接口，所述正五棱柱结构的中心形成于所述分配腔体相连通的所述散热管连接口。
[0016]本技术的另一方面，一种半导体激光侧面泵浦模块，包括半导体激光器、聚光腔、激光晶体、光阑、所述的水冷系统。
[0017]在上述技术方案中，所述半导体激光器成线阵固定于所述作用面上，所述激光晶体穿套于所述散热管内，所述散热管穿套于所述聚光腔内，所述聚光腔上设有与所述半导体激光器一一对应的窗口以使得半导体激光器发射的激光进入激光晶体，所述聚光腔的两端分别固定于两个分水器上，所述激光晶体的两端穿出所述分水器的中心通孔后分别安装有一所述光阑，所述激光晶体与所述光阑的中心孔之间通过第二密封圈密封，所述光阑装配于衬盖上，所述衬盖固定于相应的分水器上，并且所述衬盖与所述中心通孔之间通过第三密封圈密封。
[0018]在上述技术方案中，所述中心通孔通过60
°
的倾斜通道与所述热沉连接口相连通，所述中心通孔与所述散热管连接口同轴心设置，与输水端口相连接的通道与所述中心通孔相垂直。
[0019]在上述技术方案中，所述激光晶体的材质为Nd：YAG，所述激光晶体为圆柱形结构，长度直径比大于30。
[0020]在上述技术方案中，所述聚光腔的材质为黄铜镀金，所述聚光腔的中心设有贯穿的安装孔，所述散热管装配于所述安装孔内，所述N＝5，所述聚光腔的侧切面呈五角形结构，每个侧面对应着一个泵浦方向，每个侧面上设有多个分段式的所述窗口，所述分水器上设有一五边形插口，所述五边形插口同轴心设置于所述散热管连接口的外缘。
[0021]在上述技术方案中，光阑直径为4.0
‑
4.9mm。
[0022]在上述技术方案中，所述泵浦模块还包括三个光阑调节块，三个光阑调节块以所述衬盖的圆心为中心对称设置，每一光阑调节块上设有一内螺丝。
[0023]在上述技术方案中，所述泵浦模块还包括底座，两个分水器的底部通过螺栓固定于所述底座的顶部，所述通水接头通过螺栓固定于所述底座的底部，两个分水器外嵌套有一外壳。
[0024]本技术的另一方面，一种固体激光器，包括所述的半导体激光侧面泵浦模块、激光谐振腔镜片、声光Q开关和倍频晶体。
[0025]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0026]1.绿光固体激光器半导体激光侧面泵浦模块的红外1064nm激光输出功率可达500瓦，同时具备较好光束质量、较低激光热效应、稳定可靠的工程应用效果。
[0027]2.该半导体激光侧面泵浦模块技术应用于准连续绿光固体激光器，采用双泵浦模块进行激光谐振腔串联设计，可获得350瓦以上准连续绿光激光功率输出，该技术填补了国内高功率准连续绿光固体激光器专用半导体激光侧面泵浦模块的技术空白。
[0028]3.经工程考核测试，该半导体激光侧面泵浦模块在250瓦级准连续绿光固体激光器内应用，其实测使用寿命大于15000小时。
附图说明
[0029]图1是泵浦模块的侧面剖视图。
[0030]图2是热沉的结构示意图，其中(a)为剖面图，(b)为主视图。
[0031]图3是分水器的结构示意图，其中(a)为俯视图，(b)为侧视图，(c)为主视图。
[0032]图4是图1中的局部放大图。
[0033]图5是聚光腔立体图。
[0034]图6是泵浦模块的侧面视图。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种泵浦模块用水冷系统，其特征在于，包括两个通水接头、两个分水器、一个热沉组和一个散热管，其中，分水器分别与所述热沉和散热管相连通，所述热沉组包括N个热沉，N个热沉均布环绕于散热管的外周；每一热沉内设有弓字形的水流通道，热沉的作用面与热沉内通长的换热通道紧密相邻。2.如权利要求1所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，两个通水接头分别为入水接头和出水接头，两个分水器分别为入水分水器和出水分水器，入水接头密封连接于入水分水器上，出水接头密封连接于出水分水器上，每一热沉的两端分别密封连接于出水分水器和入水分水器相应的热沉连接口上，散热管的两端分别密封连接于出水分水器和入水分水器相应的散热管连接口上。3.如权利要求1所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，半导体激光器的散热面通过绝缘导热焊接块焊接于所述的作用面上，换热通道内壁距离散热面小于1mm，所述换热通道的直径3
‑
5mm。4.如权利要求1所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，所述热沉包括呈一体结构的散热块和位于其两端的连接块，两个连接块上分别设有一个用于连通所述热沉连接口的连接端口，两个连接端口分别为入水口和出水口。5.如权利要求4所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，每一连接块内设有相垂直的第一通道和第二通道，所述连接端口位于所述第一通道的端部，所述散热块内设有所述换热通道和位于所述换热通道两侧且与其垂直连通的第三通道，两个连接块的所述第一通道和第二通道以及所述散热块的第三通道和换热通道连通形成所述弓字形的水流通道。6.如权利要求1所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，所述散热管为玻璃管，所述散热管的端部穿插于所述分水器的散热管连接口内，并且通过第一密封圈密封。7.如权利要求1所述的泵浦模块用水冷系统，其特征在于，N＝5，所述热沉组包括五个热沉，所述分水器的底部设有输水端口，所述输水端口与形成于所述分水器内的分配腔体相连通，所述分水器的侧面上设有正五棱柱结构，所述正五棱柱结构的五个侧面上均形成有一个与所述分配腔体相连通的所述热沉连接口，所述正五棱柱结构的中心形成于所述分配腔体相连通的所述散热管连接口。8.一种半导体激光侧面泵浦模块，其特征在于，包括半导体激光器、聚光腔、激光晶体、光阑、如权利要求1<...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹剑，戴玮，朱青，徐晓明，张金玉，张新晨，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：新型
国别省市：
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