专利名称：激光器中微通道模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光器中使用的微通道模块技术领域，特别涉及一种转换 效率高、性能可靠、寿命长、输出光束质量好的激光器中微通道模块。
背景技术：
近年来国内的激光工业正在加速发展，尤其是中小功率激光加工设备 的领域，竟争激烈。这就要求我们要有自主创新知识产权的技术，才能具 备占领市场能力。过去市场上常用的固体激光器是灯泵浦激光器，泵浦灯 是宽带泵浦，灯的辐射光谙只有极少部分被晶体棒吸收并转换成激光能量，转换效率仅为3 % ~ 6 % ;而二极管激光器中的二极管模块的辐射光谱与固 体激光工作物质的吸收光谱基本重合，并且泵浦光模式可以很好地与激光 振荡模式相匹配，因此光转换效率很高，能达到50%以上，比灯泵浦激光 器高出1个数量级。在激光系统的体积方面，使用灯泵浦激光器需要庞大 的电源和水冷系统激光系统的体积大；二极管模块体积小，重量轻，结构 紧凑，在平均输出功率200mW的情况下，耗散在管子上的功率只有瓦级， 因此大大地简化了机械装置，为激光系统的小型化提供了有利条件。在光 束质量方面，泵浦灯中注入的大部分电功率转换成热能，造成激光晶体不 可消除的热透镜效应，使激光光束质量变差；而二极管模块避免了激光介 质热效应，泵浦光的能量稳定性好，改善了光束质量。在性能和寿命方面， 泵浦灯的寿命约为300 - 1000小时，换灯要中断系统工作，使自动化生产 线的效率降低；而二极管模块性能可靠，寿命大大长于泵浦灯，达15000 小时。适合大规模生产。基于二极管激光器中的二极管模块的诸多优良性能，我们公司决定研制开发这个产品----种转换效率高、性能可靠、寿命长、输出光束质量好的激光器中微通道模块。发明内容本发明克服了过去的灯泵浦激光器的缺点，提供一种电光转换效率高、 性能可靠、寿命长、输出光束质量好的激光器中使用的微通道模块。其发 明的技术方案为激光器中微通道模块，包括3个支架单元、模块本体、水冷系统、法 兰盘联轴器、前端块、激光视盘(LD)电极、钇铝石榴石(YAG)棒，3 个支架单元通过绝缘螺钉和三组合螺钉分别并列安装在模块本体上，且3 个支架单元上的9个二极管模块就组成一个串联电路，引出一对正、负LD 电极接线柱，模块本体的上端与后侧法兰盘联轴器通过密封圈密封和螺钉
固定，后侧法兰盘联轴器与后侧压板通过密封圈密封和螺钉固定；模块本 体的下端与前侧法兰盘联轴器通过密封圈和螺钉固定；前端块与前侧法兰 盘联轴器通过螺钉固定，模块本体的中间装有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通过前侧压板和后侧压板固定，水流管通过前侧 法兰盘联轴器和后侧法兰盘联轴器固定；模块本体有2套水冷系统，模块 本体的侧面有2个孔与支架单元上的水冷系统的进出水口相通，构成一个 二极管模块冷却水路成一套水冷系统；模块本体的两端与水流管相通，构 成一个YAG棒冷却水路成一套水冷系统。所述支架单元包含三套支架组件，三套支架组件相互成12G度安装在 同一支架上，每套支架组件由电极B、绝缘螺钉、负电极、三组合螺钉、 绝缘垫圈、二极管模块、正电极、电极C、密封圈、支架、绝缘板组成， 三组合螺钉依次将绝缘垫圈、负电极、绝缘板和二极管模块固定在支架上， 而正电极将电极C固定在支架上，并与三组合螺钉螺紋连接，另电极B通 过螺钉固定在负电极上，支架上设计有一套水冷系统，且支架上的进/出水 口与模块本体侧面的出/进水口孔相通，二极管模块与支架之间通过密封圈 密封，二极管模块的上面与负电极接触，通过电极B最终接入LD电极的负 极，二极管模块的下面与正电极接触，通过电极C最终接入LD电极的正极。本发明主要解决的关键问题是提供了一种电光转换效率高、性能可 靠、寿命长、输出光束质量好的激光器中微通道模块。
图la是本发明的支架单元安装在模块本体上的示意图。 图lb是本发明的支架单元示意图。 图2是本发明的模块组件的A-A视图。 图3是本发明的模块组件示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。如图1所示，支架单元包含三套支架组件，三套支架组件相互成120 度安装在同一支架上，每套支架组件包含有电极B1-1、绝缘螺钉1-2、 负电极1-3、三组合螺钉1-4、绝缘垫圈1-5、 二极管模块l-6、正电极l-7、 电极Cl-8、三组合螺4丁1-9、 0型密封圈1-10、支架l-11、绝缘板l-12， 三组合螺钉1-4依次将绝缘垫圈1-5、负电极l-3、绝缘板1-12和二极管 模块1-6固定在支架1-11上，而正电极1-7将电极Cl-8固定在支架l-ll 上，同时与三组合螺钉1-4螺紋连接，正电极1-7与三组合螺钉1-4共同 将支架1-11两边的零件固定牢靠；另电极Bl-1通过螺^t丁固定在负电极1-3 上，支架1-11自身有一套水冷系统，为二极管模块l-6提供水冷却，二极 管模块1-6与支架1-11之间通过0型密封圈l-10给予密封，二极管模块1- 6的上面与负电极1-3接触，通过电极Bl-l最终接入LD电极的负极， 二极管模块1-6的下面与正电极1-7接触，通过电极C1-8最终接入LD电 极的正极。而微通道模块中这样的支架单元有3个，它们通过绝缘螺钉l-2 和三组合螺钉1-9分别安装在如图2中的模块本体2-3上。如图2所示，这是模块组件的A-A视图，包含零件有前侧法兰盘联 轴器2-l、 0型密封圈2-2、模块本体2-3、 0型密封圈2-4、后侧法兰盘联 轴器2-5、 0型密封圈2-6、后侧压板2-7、螺钉2-8、螺钉2-9、模块罩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 侧压板2-15、螺钉2-16。模块本体2-3的上端与后侧法兰盘联轴器2-5通 过0型密封圈2-6密封，通过螺钉2-9固定；而后侧法兰盘联轴器2-5与 后侧压板2-7通过0型密封圈2-14密封，通过螺钉2-8固定；模块本体 2-3的下端与前侧法兰盘联轴器2-1通过0型密封圈2-6和0型密封圈2-2 密封，通过螺钉2-16固定；模块罩2-10与前侧法兰盘联轴器2-1和后侧 法兰盘联轴器2-5通过0型密封圈2-4密封；模块本体2-3的中间装有一 水流管2-11,通过0型密封圈2-13密封，通过前侧法兰盘联轴器2-1和 后侧法兰盘联轴器2-5固定；水流管2-11中放置YAG棒2-12，通过0型 密封圈2-14密封，通过前侧压板2-15和后侧压板2-7固定。模块本体2-3 有2套水冷系统，它的侧面有2个孔与在如图1中的支架1-11上的进出水 口相通，构成一个二极管模块1-6冷却水路成一套水冷系统；它的两端与 水流管2-11相通，构成一个MG棒2-12冷却水路成一套水冷系统。所如图3所示，这是模块组件图，包含零件有前端块3-l、螺钉3-2、 三组合螺钉3-3、三组合螺钉3-4、 LD电极3-5、垫圈3-6、绝缘垫圈3-7、 电极13-8、电极2 3-9、电极D3-10、垫圈3-11、螺母3-12、电极A3-13、 三组合螺钉3-14、三组合螺钉3-15。参见图2,前端块3-l与前侧法兰盘 联轴器2-1通过螺钉3-2固定，最终通过前端块3-1与前侧法兰盘联轴器 2-1的对应进出水孔的相通，达到整个模块组件的水循环。参见图l,当3 个支架单元通过绝缘螺钉1-2和三组合螺钉1-9分别安装在如图2中的模 块本体2-3上时，通过三组合螺钉3-3、三组合螺4丁3-4、 LD电极3-5、垫 圈3-6、绝缘垫圈3-7、电极13_8、电极23-9、电极D3-10、垫圈3-11、 螺母3-12、电极A3-13、三组合螺钉3-14、三组合螺4丁 3-15的对应安装， 这时3个支架单元上的9个二极管模块1-6就组成了一个串联电路，而最 终的电源接线柱就是一对正、负LD电极3-5。当LD电极3-5通电时，3个 120度分布的二极管模块1-6,并有3层，共9个二极管模块1-6同时发光， 从3条狭缝通过镀金水流管2-11照射YAG棒2-12,实现光泵浦。
权利要求
1、激光器中微通道模块，包括3个支架单元、模块本体、水冷系统、法兰盘联轴器、前端块、激光视盘(LD)电极、钇铝石榴石(YAG)棒，其特征在于3个支架单元通过绝缘螺钉和三组合螺钉分别并列安装在模块本体上，且3个支架单元上的9个二极管模块就组成一个串联电路，引出一对正、负LD电极接线柱，模块本体的上端与后侧法兰盘联轴器通过密封圈密封和螺钉固定，后侧法兰盘联轴器与后侧压板通过密封圈密封和螺钉固定；模块本体的下端与前侧法兰盘联轴器通过密封圈和螺钉固定；前端块与前侧法兰盘联轴器通过螺钉固定，模块本体的中间装有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通过前侧压板和后侧压板固定，水流管通过前侧法兰盘联轴器和后侧法兰盘联轴器固定；模块本体有2套水冷系统，模块本体的侧面有2个孔与支架单元上的水冷系统的进出水口相通，构成一个二极管模块冷却水路成一套水冷系统；模块本体的两端与水流管相通，构成一个YAG棒冷却水路成一套水冷系统。
2、 根据权利要求1所述的激光器中使用的微通道模块，其特征在于 所述支架单元包含三套支架组件，三套支架组件相互成120度安装在同一 支架上，每套支架组件由电极B、绝缘螺钉、负电极、三组合螺钉、绝缘 垫圈、二极管模块、正电极、电极C、密封圈、支架、绝缘板组成，三组 合螺钉依次将绝缘垫圈、负电极、绝缘板和二极管^t块固定在支架上，而 正电极将电极C固定在支架上，并与三组合螺钉螺紋连接，另电极B通过 螺钉固定在负电极上，支架上设计有一套水冷系统，且支架上的进/出水口 与模块本体侧面的出/进水口孔相通，二极管模块与支架之间通过密封圈密 封，二极管模块的上面与负电极接触，通过电极B最终接入LD电极的负极， 二极管模块的下面与正电极接触，通过电极C最终接入LD电极的正极。
全文摘要
本发明涉及激光器中微通道模块，包括3个支架单元、模块本体、水冷系统、法兰盘联轴器、前端块、LD电极、YAG棒，3个支架单元分别并列安装在模块本体上，且9个二极管模块组成一个串联电路，引出一对正、负LD电极接线柱，模块本体与前、后侧法兰盘联轴器固定，后侧法兰盘联轴器与后侧压板固定，前端块与前侧法兰盘联轴器固定，模块本体的中间装有一水流管并密封，水流管中放置YAG棒并密封，YAG棒通过前、后侧压板固定，水流管通过前、后侧法兰盘联轴器固定；模块本体有2套水冷系统，模块本体的侧面有2个孔与支架单元上的水冷系统的进出水口相通，模块本体的两端与水流管相通。本发明具有电光转换效率高、性能可靠、寿命长、输出光束质量好的特点。
文档编号H01S3/00GK101162826SQ20071016842
公开日2008年4月16日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者卢飞星, 群 易, 闵大勇 申请人:武汉华工激光工程有限责任公司