[實用新型]串聯(lián)耦合Nd:YAG激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320463647.9
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN203491502U
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢高能激光設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/13;H01S3/042
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11411
• 代理人: 黃冠華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種固體激光器，尤其涉及一種大功率串聯(lián)耦合Nd:YAG激光器。

背景技術(shù)

Nd：YAG激光器是以YAG晶體為基質(zhì)的一種固體激光器，YAG是釔鋁石榴石的簡稱，化學(xué)式為Y₃Al₅O₁₂，在YAG晶體基質(zhì)中摻入激活離子Nd³⁺就成為Nd：YAG，目前，Nd：YAG激光器應(yīng)用于激光切割機上后，經(jīng)過聚焦的激光束能夠切割8mm以下的碳鋼板、不銹鋼、鐵板、鋁板、銅板等材質(zhì)，但由于激光器輸出功率不夠大，局限于1000W以下，導(dǎo)致配備Nd：YAG激光器的激光切割機難以切割8mm以上的金屬材料，切割材料時很難用較快的速度進行切割，因此亟待研究一種能夠穩(wěn)定輸出大功率的Nd：YAG激光器，提高目前Nd：YAG激光器的切割能力和切割速度，使其能夠切割更厚的金屬材料。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述背景技術(shù)中所提到的問題，提供了一種串聯(lián)耦合Nd：YAG固體激光器，該固體激光器能穩(wěn)定輸出大功率，具有更快的切割速度、更高的切割厚度、更好的切割能力，大大提高了切割效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種串聯(lián)耦合Nd：YAG激光器，包括激光切割頭、擴束鏡、半反輸出鏡、兩組激光產(chǎn)生組件、全反鏡以及激光器光具座，所述的兩組激光產(chǎn)生組件依次安裝在所述激光器光具座上，所述半反輸出鏡和所述全反鏡分別位于所述兩組激光產(chǎn)生組件的兩側(cè)，所述擴束鏡和所述激光切割頭依次安裝在所述半反輸出鏡的輸出光路上，所述激光產(chǎn)生組件至少由兩只氙燈、一YAG晶體以及一聚光腔組成，所述YAG晶體設(shè)置在所述聚光腔內(nèi)并沿軸線方向布置，所述的兩只氙燈設(shè)置在所述聚光腔內(nèi)并分別位于所述YAG晶體的兩側(cè)。

進一步地，所述YAG晶體的長度為195mm。

進一步地，所述聚光腔兩端設(shè)置有出光孔，所述出光孔與所述YAG晶體同軸。

進一步地，所述兩組出光孔同軸布置。

進一步地，所述激光器連接有激光電源和恒溫制冷系統(tǒng)。

進一步地，所述氙燈均與所述激光電源連接。

進一步地，所述聚光腔下方設(shè)置有進水口和出水口。

進一步地，所述進水口和出水口分別與所述恒溫制冷系統(tǒng)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果如下：

1、本實用新型采用全固態(tài)光路元器件，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，采用雙根晶體、四氙燈、雙聚光腔的Nd：YAG固體激光器，其能夠穩(wěn)定輸出大功率，使配備該固體激光器的激光切割機具有更快的切割速度、更高的切割厚度、更好的切割端面以及更好的切割質(zhì)量。

2、本實用新型將YAG晶體的長度增加至195mm，更長的晶體，可以使位于YAG晶體兩側(cè)的兩只氙燈泵浦YAG晶體的面積變大，使更多的激光工作介質(zhì)進入到激發(fā)的狀態(tài)，受激輻射后的光經(jīng)峰值振蕩后由半反輸出鏡輸出激光器，輸出可以加工的激光。

3、本實用新型設(shè)置有恒溫制冷系統(tǒng)，兩個聚光腔的進水口和出水口分別與恒溫制冷系統(tǒng)連接，形成兩條進出水通道，通過改變恒溫制冷系統(tǒng)的制冷量和水流量大小，能夠完全帶走兩個聚光腔內(nèi)的所有熱量，解決了激光器在功率增大時的熱效應(yīng)現(xiàn)象，同時，保證了兩個聚光腔內(nèi)的溫度一致，消除兩個聚光腔的溫差，從而保證兩路激光的強度一致，兩路激光在由半反輸出鏡和全反鏡組成的光學(xué)諧振腔內(nèi)進行耦合，功率進行合并疊加。

4、本實用新型中聚光腔內(nèi)的YAG晶體和兩只氙燈通過冷卻水進行耦合，并且高壓力和高流量的水會帶走未被激光工作介質(zhì)吸收的多余的氙燈光能產(chǎn)生的熱能，保障聚光腔內(nèi)能進行穩(wěn)定泵浦，維持聚光腔內(nèi)處于較低恒溫環(huán)境，不因能量聚集無法釋放而導(dǎo)致器件損壞。

5、本實用新型中的激光電源采用四氙燈電源，以保證穩(wěn)定的輸入功率，從而保證穩(wěn)定的輸出功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型串聯(lián)耦合Nd：YAG激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中聚光腔的爆炸圖；

圖3為本實用新型中聚光腔的整體結(jié)構(gòu)圖；