專利名稱：激光器中微通道模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光器中使用的微通道模塊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種轉(zhuǎn)換 效率高、性能可靠、壽命長、輸出光束質(zhì)量好的激光器中微通道模塊。
背景技術(shù)：
近年來國內(nèi)的激光工業(yè)正在加速發(fā)展，尤其是中小功率激光加工設(shè)備 的領(lǐng)域，竟?fàn)幖ち摇＿@就要求我們要有自主創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，才能具 備占領(lǐng)市場能力。過去市場上常用的固體激光器是燈泵浦激光器，泵浦燈 是寬帶泵浦，燈的輻射光諳只有極少部分被晶體棒吸收并轉(zhuǎn)換成激光能量，轉(zhuǎn)換效率僅為3 % ~ 6 % ;而二極管激光器中的二極管模塊的輻射光譜與固 體激光工作物質(zhì)的吸收光譜基本重合，并且泵浦光模式可以很好地與激光 振蕩模式相匹配，因此光轉(zhuǎn)換效率很高，能達(dá)到50%以上，比燈泵浦激光 器高出1個(gè)數(shù)量級。在激光系統(tǒng)的體積方面，使用燈泵浦激光器需要龐大 的電源和水冷系統(tǒng)激光系統(tǒng)的體積大；二極管模塊體積小，重量輕，結(jié)構(gòu) 緊湊，在平均輸出功率200mW的情況下，耗散在管子上的功率只有瓦級， 因此大大地簡化了機(jī)械裝置，為激光系統(tǒng)的小型化提供了有利條件。在光 束質(zhì)量方面，泵浦燈中注入的大部分電功率轉(zhuǎn)換成熱能，造成激光晶體不 可消除的熱透鏡效應(yīng)，使激光光束質(zhì)量變差；而二極管模塊避免了激光介 質(zhì)熱效應(yīng)，泵浦光的能量穩(wěn)定性好，改善了光束質(zhì)量。在性能和壽命方面， 泵浦燈的壽命約為300 - 1000小時(shí)，換燈要中斷系統(tǒng)工作，使自動化生產(chǎn) 線的效率降低；而二極管模塊性能可靠，壽命大大長于泵浦燈，達(dá)15000 小時(shí)。適合大規(guī)模生產(chǎn)。基于二極管激光器中的二極管模塊的諸多優(yōu)良性能，我們公司決定研制開發(fā)這個(gè)產(chǎn)品----種轉(zhuǎn)換效率高、性能可靠、壽命長、輸出光束質(zhì)量好的激光器中微通道模塊。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了過去的燈泵浦激光器的缺點(diǎn)，提供一種電光轉(zhuǎn)換效率高、 性能可靠、壽命長、輸出光束質(zhì)量好的激光器中使用的微通道模塊。其發(fā) 明的技術(shù)方案為激光器中微通道模塊，包括3個(gè)支架單元、模塊本體、水冷系統(tǒng)、法 蘭盤聯(lián)軸器、前端塊、激光視盤(LD)電極、釔鋁石榴石(YAG)棒，3 個(gè)支架單元通過絕緣螺釘和三組合螺釘分別并列安裝在模塊本體上，且3 個(gè)支架單元上的9個(gè)二極管模塊就組成一個(gè)串聯(lián)電路，引出一對正、負(fù)LD 電極接線柱，模塊本體的上端與后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器通過密封圈密封和螺釘
固定，后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器與后側(cè)壓板通過密封圈密封和螺釘固定；模塊本 體的下端與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器通過密封圈和螺釘固定；前端塊與前側(cè)法蘭 盤聯(lián)軸器通過螺釘固定，模塊本體的中間裝有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通過前側(cè)壓板和后側(cè)壓板固定，水流管通過前側(cè) 法蘭盤聯(lián)軸器和后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器固定；模塊本體有2套水冷系統(tǒng)，模塊 本體的側(cè)面有2個(gè)孔與支架單元上的水冷系統(tǒng)的進(jìn)出水口相通，構(gòu)成一個(gè) 二極管模塊冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)；模塊本體的兩端與水流管相通，構(gòu) 成一個(gè)YAG棒冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)。所述支架單元包含三套支架組件，三套支架組件相互成12G度安裝在 同一支架上，每套支架組件由電極B、絕緣螺釘、負(fù)電極、三組合螺釘、 絕緣墊圈、二極管模塊、正電極、電極C、密封圈、支架、絕緣板組成， 三組合螺釘依次將絕緣墊圈、負(fù)電極、絕緣板和二極管模塊固定在支架上， 而正電極將電極C固定在支架上，并與三組合螺釘螺紋連接，另電極B通 過螺釘固定在負(fù)電極上，支架上設(shè)計(jì)有一套水冷系統(tǒng)，且支架上的進(jìn)/出水 口與模塊本體側(cè)面的出/進(jìn)水口孔相通，二極管模塊與支架之間通過密封圈 密封，二極管模塊的上面與負(fù)電極接觸，通過電極B最終接入LD電極的負(fù) 極，二極管模塊的下面與正電極接觸，通過電極C最終接入LD電極的正極。本發(fā)明主要解決的關(guān)鍵問題是提供了一種電光轉(zhuǎn)換效率高、性能可 靠、壽命長、輸出光束質(zhì)量好的激光器中微通道模塊。


圖la是本發(fā)明的支架單元安裝在模塊本體上的示意圖。 圖lb是本發(fā)明的支架單元示意圖。 圖2是本發(fā)明的模塊組件的A-A視圖。 圖3是本發(fā)明的模塊組件示意圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，支架單元包含三套支架組件，三套支架組件相互成120 度安裝在同一支架上，每套支架組件包含有電極B1-1、絕緣螺釘1-2、 負(fù)電極1-3、三組合螺釘1-4、絕緣墊圈1-5、 二極管模塊l-6、正電極l-7、 電極Cl-8、三組合螺4丁1-9、 0型密封圈1-10、支架l-11、絕緣板l-12， 三組合螺釘1-4依次將絕緣墊圈1-5、負(fù)電極l-3、絕緣板1-12和二極管 模塊1-6固定在支架1-11上，而正電極1-7將電極Cl-8固定在支架l-ll 上，同時(shí)與三組合螺釘1-4螺紋連接，正電極1-7與三組合螺釘1-4共同 將支架1-11兩邊的零件固定牢靠；另電極Bl-1通過螺^t丁固定在負(fù)電極1-3 上，支架1-11自身有一套水冷系統(tǒng)，為二極管模塊l-6提供水冷卻，二極 管模塊1-6與支架1-11之間通過0型密封圈l-10給予密封，二極管模塊1- 6的上面與負(fù)電極1-3接觸，通過電極Bl-l最終接入LD電極的負(fù)極， 二極管模塊1-6的下面與正電極1-7接觸，通過電極C1-8最終接入LD電 極的正極。而微通道模塊中這樣的支架單元有3個(gè)，它們通過絕緣螺釘l-2 和三組合螺釘1-9分別安裝在如圖2中的模塊本體2-3上。如圖2所示，這是模塊組件的A-A視圖，包含零件有前側(cè)法蘭盤聯(lián) 軸器2-l、 0型密封圈2-2、模塊本體2-3、 0型密封圈2-4、后側(cè)法蘭盤聯(lián) 軸器2-5、 0型密封圈2-6、后側(cè)壓板2-7、螺釘2-8、螺釘2-9、模塊罩2- 10、水流管2_11、 YAG棒2-12、 0型密封圈2-13、 0型密封圈2-14、前 側(cè)壓板2-15、螺釘2-16。模塊本體2-3的上端與后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-5通 過0型密封圈2-6密封，通過螺釘2-9固定；而后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-5與 后側(cè)壓板2-7通過0型密封圈2-14密封，通過螺釘2-8固定；模塊本體 2-3的下端與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-1通過0型密封圈2-6和0型密封圈2-2 密封，通過螺釘2-16固定；模塊罩2-10與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-1和后側(cè) 法蘭盤聯(lián)軸器2-5通過0型密封圈2-4密封；模塊本體2-3的中間裝有一 水流管2-11,通過0型密封圈2-13密封，通過前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-1和 后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器2-5固定；水流管2-11中放置YAG棒2-12，通過0型 密封圈2-14密封，通過前側(cè)壓板2-15和后側(cè)壓板2-7固定。模塊本體2-3 有2套水冷系統(tǒng)，它的側(cè)面有2個(gè)孔與在如圖1中的支架1-11上的進(jìn)出水 口相通，構(gòu)成一個(gè)二極管模塊1-6冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)；它的兩端與 水流管2-11相通，構(gòu)成一個(gè)MG棒2-12冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)。所如圖3所示，這是模塊組件圖，包含零件有前端塊3-l、螺釘3-2、 三組合螺釘3-3、三組合螺釘3-4、 LD電極3-5、墊圈3-6、絕緣墊圈3-7、 電極13-8、電極2 3-9、電極D3-10、墊圈3-11、螺母3-12、電極A3-13、 三組合螺釘3-14、三組合螺釘3-15。參見圖2,前端塊3-l與前側(cè)法蘭盤 聯(lián)軸器2-1通過螺釘3-2固定，最終通過前端塊3-1與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器 2-1的對應(yīng)進(jìn)出水孔的相通，達(dá)到整個(gè)模塊組件的水循環(huán)。參見圖l,當(dāng)3 個(gè)支架單元通過絕緣螺釘1-2和三組合螺釘1-9分別安裝在如圖2中的模 塊本體2-3上時(shí)，通過三組合螺釘3-3、三組合螺4丁3-4、 LD電極3-5、墊 圈3-6、絕緣墊圈3-7、電極13_8、電極23-9、電極D3-10、墊圈3-11、 螺母3-12、電極A3-13、三組合螺釘3-14、三組合螺4丁 3-15的對應(yīng)安裝， 這時(shí)3個(gè)支架單元上的9個(gè)二極管模塊1-6就組成了一個(gè)串聯(lián)電路，而最 終的電源接線柱就是一對正、負(fù)LD電極3-5。當(dāng)LD電極3-5通電時(shí)，3個(gè) 120度分布的二極管模塊1-6,并有3層，共9個(gè)二極管模塊1-6同時(shí)發(fā)光， 從3條狹縫通過鍍金水流管2-11照射YAG棒2-12,實(shí)現(xiàn)光泵浦。
權(quán)利要求
1、激光器中微通道模塊，包括3個(gè)支架單元、模塊本體、水冷系統(tǒng)、法蘭盤聯(lián)軸器、前端塊、激光視盤(LD)電極、釔鋁石榴石(YAG)棒，其特征在于3個(gè)支架單元通過絕緣螺釘和三組合螺釘分別并列安裝在模塊本體上，且3個(gè)支架單元上的9個(gè)二極管模塊就組成一個(gè)串聯(lián)電路，引出一對正、負(fù)LD電極接線柱，模塊本體的上端與后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器通過密封圈密封和螺釘固定，后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器與后側(cè)壓板通過密封圈密封和螺釘固定；模塊本體的下端與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器通過密封圈和螺釘固定；前端塊與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器通過螺釘固定，模塊本體的中間裝有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通過前側(cè)壓板和后側(cè)壓板固定，水流管通過前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器和后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器固定；模塊本體有2套水冷系統(tǒng)，模塊本體的側(cè)面有2個(gè)孔與支架單元上的水冷系統(tǒng)的進(jìn)出水口相通，構(gòu)成一個(gè)二極管模塊冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)；模塊本體的兩端與水流管相通，構(gòu)成一個(gè)YAG棒冷卻水路成一套水冷系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器中使用的微通道模塊，其特征在于 所述支架單元包含三套支架組件，三套支架組件相互成120度安裝在同一 支架上，每套支架組件由電極B、絕緣螺釘、負(fù)電極、三組合螺釘、絕緣 墊圈、二極管模塊、正電極、電極C、密封圈、支架、絕緣板組成，三組 合螺釘依次將絕緣墊圈、負(fù)電極、絕緣板和二極管^t塊固定在支架上，而 正電極將電極C固定在支架上，并與三組合螺釘螺紋連接，另電極B通過 螺釘固定在負(fù)電極上，支架上設(shè)計(jì)有一套水冷系統(tǒng)，且支架上的進(jìn)/出水口 與模塊本體側(cè)面的出/進(jìn)水口孔相通，二極管模塊與支架之間通過密封圈密 封，二極管模塊的上面與負(fù)電極接觸，通過電極B最終接入LD電極的負(fù)極， 二極管模塊的下面與正電極接觸，通過電極C最終接入LD電極的正極。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光器中微通道模塊，包括3個(gè)支架單元、模塊本體、水冷系統(tǒng)、法蘭盤聯(lián)軸器、前端塊、LD電極、YAG棒，3個(gè)支架單元分別并列安裝在模塊本體上，且9個(gè)二極管模塊組成一個(gè)串聯(lián)電路，引出一對正、負(fù)LD電極接線柱，模塊本體與前、后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器固定，后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器與后側(cè)壓板固定，前端塊與前側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器固定，模塊本體的中間裝有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通過前、后側(cè)壓板固定，水流管通過前、后側(cè)法蘭盤聯(lián)軸器固定；模塊本體有2套水冷系統(tǒng)，模塊本體的側(cè)面有2個(gè)孔與支架單元上的水冷系統(tǒng)的進(jìn)出水口相通，模塊本體的兩端與水流管相通。本發(fā)明具有電光轉(zhuǎn)換效率高、性能可靠、壽命長、輸出光束質(zhì)量好的特點(diǎn)。
文檔編號H01S3/00GK101162826SQ20071016842
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者盧飛星, 群 易, 閔大勇 申請人:武漢華工激光工程有限責(zé)任公司