[實用新型]一種高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置

有效

• 申請號: 201020516079.0
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN201805138U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 周少華;齊飛;丁維書;許強
• 申請（專利權）人: 武漢嘉銘激光有限公司
• 主分類號: H01S3/042
• 分類號: H01S3/042
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎;馮衛平

技術領域

本實用新型涉及激光切割技術領域，具體的說是一種高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置，適用于激光功率400瓦以上Nd:YAG激光器諧振腔腔鏡的冷卻。

背景技術

無論是燈泵浦還是半導體激光泵浦的Nd:YAG激光器，當激光器輸出功率達到400瓦以上時，激光器的諧振腔的腔鏡由于鏡面中心的光功率密度高，而又因為光學鏡片都為熱導率低的光學玻璃或石英玻璃，因此光學鏡片中心和邊緣會形成溫度差，中心光強產生的溫度會達到200℃以上，嚴重的熱效應會導致規則的鏡面嚴重變形，甚至會導致鏡片的炸裂和鏡片的光學膜層燒壞，致使激光器不能正常工作。

高功率固體激光器長期以來在激光加工中特別是在激光切割加工中難于使用和大規模推廣應用，主要是由于固體激光器的熱效應導致激光束的光束質量下降，影響激光切割對光束質量的嚴格要求，固體激光束發散角大，光束模式為多階膜，聚焦光點直徑比CO₂激光大，導致切縫比CO₂激光切縫寬，熱效應導致的光束光點漂移影響切割定位精度。但由于固體激光器調試安裝方便，又易于獲得高功率輸出，所以只要著力改善Nd:YAG固體激光器的光束質量，YAG激光用于切割是可行的，特別是用YAG激光切割金屬，如不銹鋼板相比于CO₂激光具有優勢，因為YAG激光比CO₂激光更好被金屬材料吸收，致力于改善Nd:YAG激光器的冷卻散熱方式，利用諧振腔的設計補償激光器的熱變形，使激光器在運行中對熱產生的畸變減到最小和設計熱不靈敏諧振腔是改善高功率YAG激光器光束質量和光束功率穩定性的重要手段。

發明內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術的不足之處，而提供一種高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置，能夠有效改善諧振腔鏡片的熱畸變效應，達到穩定激光輸出功率和保持好的光束質量的目的。

本實用新型的目的是通過如下技術措施來實現的：一種高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置，包括諧振腔、設置于諧振腔內的反射鏡，反射鏡固定于鏡座中部，其所述鏡座上設有氣冷通道和水冷通道。

在上述技術方案中，所述氣冷通道與切割機配置的氣源相連，或者與氣泵相連，所用氣流氣壓低于個大氣壓，氣流為暖流。

在上述技術方案中，所述水冷通道與激光器循環冷卻水泵相連，為其提供循環水。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：1.采用氣流吹鏡冷卻能有效均勻快速降低諧振腔鏡表面的溫度，能有效保護反射膜層不被燒壞，由于散熱均勻快速，消除了水冷卻存在的溫度梯度，可以避免炸鏡的風險，增加反射鏡使用壽命；2.清潔的空氣吹鏡冷卻同時，還可以清除在反射鏡面上積沉的塵埃污染物，使反射鏡保持清潔有利于激光穩定工作和激光模式的穩定；3.裝置簡單，氣流獲取方式簡單，可以用切割機配置的氣源，也可以用氣泵供氣，所用氣流氣壓低于個大氣壓，氣流為暖流即可，不必高氣壓吹鏡，所以裝置穩定，對諧振腔不會造成擾動。

附圖說明

圖1為應用本實用新型的Nd:YAG激光器諧振腔結構示意圖。

圖2為本實用新型高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置的結構示意圖。

圖3為氣流冷卻示意圖。

其中：1.Nd:YAG棒、2.氙燈、3.電源、4.鏡座、5.氣冷通道、6.水冷通道、7.反射鏡、8.過濾裝置、9.氣泵。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。

如圖1、2所示，本實用新型實施例提供一種高功率固體激光器諧振腔腔鏡冷卻裝置，包括諧振腔、設置于諧振腔內的反射鏡7，反射鏡7固定于鏡座4中部，其所述鏡座4上設有氣冷通道5和水冷通道6。

如圖3所示為氣流冷卻示意圖。上述鏡座4上的氣冷通道5通過過濾裝置8與氣泵9相連。所用氣流氣壓低于個大氣壓，氣流為暖流。所述氣冷通道5的氣流獲取方式還可以采用切割機配置的氣源。

在上述實施例中，所述水冷通道6與激光器循環冷卻水泵相連，為其提供循環水。