具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，包括上热沉块、下热沉块、左紧固螺钉、右紧固螺钉、左压力调节弹簧和右压力调节弹簧，上热沉块底面上设有上凹槽，下热沉块顶面上设有下凹槽，在上热沉块与下热沉块贴合时下凹槽与上凹槽相配合形成了圆棒状激光晶体安放槽，上热沉块上对称设置有左弹簧孔和右弹簧孔，左弹簧孔底部内壁上设有用于顶卡左压力调节弹簧的左凸沿，右弹簧孔底部内壁上设有用于顶卡右压力调节弹簧的右凸沿，下热沉块上与左弹簧孔相对的位置处设置有左螺纹孔，下热沉块上与右弹簧孔相对的位置处设置有右螺纹孔。本实用新型具有稳定接触热导的性能，且避免了装配压力过大而导致圆棒状激光晶体被碎裂。
【专利说明】具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光器散热【技术领域】，具体涉及一种具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置。
【背景技术】
[0002]近年来，在航空航天领域和轻型武器装配中，紧凑型中小型激光器得到了广泛的应用。在此应用背景下，利用金属热沉与激光工作物质直接接触式传导散热成了首选的散热手段。传导散热具有散热性能好、装配简单、污染性小、稳定性好等优点，并可以缩减固体激光器的体积，是全固态激光器发展过程中不可或缺的散热手段。
[0003]二极管端面抽运固体激光器中，对于圆棒状激光晶体，一般采用两块带有半圆型凹槽的金属热沉夹持装配，通过热沉与晶体棒侧面间的接触传导带走热耗。由于晶体与热沉的接触面并非绝对平整光滑，二者间存在有限的接触热导。接触热导数值大小及分布取决于晶体与热沉的热物性、接触面粗糙程度、热沉的装配压力等因素。增大晶体棒与热沉间的装配压力，二者间的接触热导变大，晶体侧面散热量变大，热透镜效应减小，输出光束质量获得提高。另一方面，装配压力增大的同时，容易产生晶体棒碎裂而造成损失。因此，如何有效的设计和调节热沉装配压力成了固体激光器实验和生产中必须要考虑的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其结构简单，实现方便且成本低，能够有效地调节圆棒状激光晶体装配压力，具有稳定接触热导的性能，且避免了出现装配压力过大而导致圆棒状激光晶体被碎裂的现象，实用性强，便于推广使用。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:包括上热沉块、下热沉块、左紧固螺钉和右紧固螺钉，以及用于套装在左紧固螺钉上的左压力调节弹簧和用于套装在右紧固螺钉上的右压力调节弹簧，所述上热沉块的底面上设置有半圆柱形的上凹槽，所述下热沉块的顶面上设置有半圆柱形的下凹槽，在上热沉块与下热沉块贴合时下凹槽与上凹槽相配合形成了用于安放包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的圆棒状激光晶体安放槽，所述上热沉块上对称设置有用于安放左压力调节弹簧且供左紧固螺钉穿过的左弹簧孔和用于安放右压力调节弹簧且供右紧固螺钉穿过的右弹簧孔，所述左弹簧孔的底部内壁上设置有用于顶卡左压力调节弹簧的左凸沿，所述右弹簧孔的底部内壁上设置有用于顶卡右压力调节弹簧的右凸沿，所述下热沉块上与左弹簧孔相对的位置处设置有用于螺纹连接左紧固螺钉的左螺纹孔，所述下热沉块上与右弹簧孔相对的位置处设置有用于螺纹连接右紧固螺钉的右螺纹孔。
[0006]上述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左紧固螺钉上套装有位于左紧固螺钉的螺钉头与套装在左紧固螺钉上的左压力调节弹簧之间的左垫片，所述右紧固螺钉上套装有位于右紧固螺钉的螺钉头与套装在右紧固螺钉上的右压力调节弹簧之间的右垫片。
[0007]上述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述上热沉块上设置有上通液孔，所述下热沉块上设置有下通液孔。
[0008]上述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左压力调节弹簧和右压力调节弹簧均为圆柱形等节距的螺旋压缩弹簧。
[0009]上述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左紧固螺钉和右紧固螺钉均为螺杆的中下部带有螺纹的紧固螺钉。
[0010]上述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述热界面物质为铟箔。 [0011]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0012]1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低。
[0013]2、本实用新型使用时不仅不会对圆棒状激光晶体产生负面影响，还能够在圆棒状激光晶体的装配过程中，通过调节左压力调节弹簧和右压力调节弹簧的压缩量，进而实现对圆棒状激光晶体装配压力大小的调节，避免了出现装配压力过大而导致圆棒状激光晶体被碎裂的现象。
[0014]3、本实用新型左压力调节弹簧和右压力调节弹簧受力的反作用会使圆棒状激光晶体与上热沉块和下热沉块的接触面保持良好的接触，具有稳定接触热导的性能，避免了圆棒状激光晶体过高的温度会使圆棒状激光晶体与上热沉块和下热沉块间热界面物质产生形变进而影响接触热导的现象发生，有助于提高圆棒状激光晶体输出光束的质量。
[0015]4、本实用新型能够有效地解决圆棒状激光晶体在装配过程中的装配压力调节问题，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0016]综上所述，本实用新型结构简单，实现方便且成本低，能够有效地调节圆棒状激光晶体装配压力，具有稳定接触热导的性能，且避免了出现装配压力过大而导致圆棒状激光晶体被碎裂的现象，实用性强，便于推广使用。
[0017]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的装配图。
[0019]图2为图1的主视图。
[0020]图3为本实用新型上热沉块的立体图。
[0021]图4为本实用新型上热沉块的内部结构示意图。
[0022]图5为本实用新型下热沉块的立体图。
[0023]图6为本实用新型左紧固螺钉或右紧固螺钉的结构示意图。
[0024]图7为本实用新型左压力调节弹簧或右压力调节弹簧的结构示意图。
[0025]图8为本实用新型包裹有热界面物质的圆棒状激光晶体的结构示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I一上热沉块；2—下热沉块；3—左紧固螺钉；
[0028]4一右紧固螺钉；5—左压力调节弹簧； 6—右压力调节弹簧；[0029]7—上凹槽；8—下凹槽；9一左弹簧孔；
[0030]10一右弹簧孔；11 一左凸沿；12—右凸沿；
[0031]13一左螺纹孔；14一右螺纹孔；15—左塾片；
[0032]16一右塾片；17—上通液孔；18—下通液孔；
[0033]19一热界面物质；20—圆棒状激光晶体。
【具体实施方式】
[0034]如图1~图5所示，本实用新型包括上热沉块1、下热沉块2、左紧固螺钉3和右紧固螺钉4，以及用于套装在左紧固螺钉3上的左压力调节弹簧5和用于套装在右紧固螺钉4上的右压力调节弹簧6，所述上热沉块I的底面上设置有半圆柱形的上凹槽7，所述下热沉块2的顶面上设置有半圆柱形的下凹槽8，在上热沉块I与下热沉块2贴合时下凹槽8与上凹槽7相配合形成了用于安放包裹有热界面物质19的圆棒状激光晶体20的圆棒状激光晶体安放槽，所述上热沉块I上对称设置有用于安放左压力调节弹簧5且供左紧固螺钉3穿过的左弹簧孔9和用于安放右压力调节弹簧6且供右紧固螺钉4穿过的右弹簧孔10，所述左弹簧孔9的底部内壁上设置有用于顶卡左压力调节弹簧5的左凸沿11，所述右弹簧孔10的底部内壁上设置有用于顶卡右压力调节弹簧6的右凸沿12，所述下热沉块2上与左弹簧孔9相对的位置处设置有用于螺纹连接左紧固螺钉3的左螺纹孔13，所述下热沉块2上与右弹簧孔10相对的位 置处设置有用于螺纹连接右紧固螺钉4的右螺纹孔14。
[0035]如图1和图2所示，本实施例中，所述左紧固螺钉3上套装有位于左紧固螺钉3的螺钉头与套装在左紧固螺钉3上的左压力调节弹簧5之间的左垫片15，所述右紧固螺钉4上套装有位于右紧固螺钉4的螺钉头与套装在右紧固螺钉4上的右压力调节弹簧6之间的右垫片16。
[0036]如图1~图5所示,本实施例中，所述上热沉块I上设置有上通液孔17,所述下热沉块2上设置有下通液孔18。
[0037]如图7所示，本实施例中，所述左压力调节弹簧5和右压力调节弹簧6均为圆柱形等节距的螺旋压缩弹簧。
[0038]如图6所示，本实施例中，所述左紧固螺钉3和右紧固螺钉4均为螺杆的中下部带有螺纹的紧固螺钉。
[0039]如图8所示，本实施例中，所述热界面物质19为铟箔。
[0040]具体实施时，所述上热沉块I与下热沉块2均由铝合金材料制成，所述左压力调节弹簧5和右压力调节弹簧6均由弹簧钢丝制成，所述左紧固螺钉3、右紧固螺钉4、左垫片15和右垫片16均由不锈钢材料制成。
[0041]本实用新型使用时，首先，将包裹有热界面物质19的圆棒状激光晶体20放置在下热沉块2上的下凹槽8上，并将上热沉块I上的上凹槽7对准下凹槽8，将上热沉块I扣合在下热沉块2上，这样就将包裹有热界面物质19的圆棒状激光晶体20放置在了上热沉块I与下热沉块2之间的圆棒状激光晶体安放槽内；接着，将左压力调节弹簧5安放在左弹簧孔9内，将右压力调节弹簧6安放在右弹簧孔10内，并将左紧固螺钉3穿过左垫片15后穿入左压力调节弹簧5，再穿过上热沉块I后螺纹连接在下热沉块2上的左螺纹孔13中，将右紧固螺钉4穿过右垫片16后穿入右压力调节弹簧6，再穿过上热沉块I后螺纹连接在下热沉块2上的右螺纹孔14中，这样左压力调节弹簧5就被左垫片15和左凸沿11所夹持，右压力调节弹簧6就被右垫片16和右凸沿12所夹持；然后，通过旋动左紧固螺钉3就可以调节左压力调节弹簧5的压缩量，通过旋动右紧固螺钉4就可以调节右压力调节弹簧6的压缩量，进而实现了对圆棒状激光晶体装配压力大小的调节。由于左压力调节弹簧5和右压力调节弹簧6的挤压，上热沉块I和下热沉块2之间总能存在一定的扣合压力，这样就使得圆棒状激光晶体20与上热沉块I和下热沉块2间的接触热导不会因为热界面物质19物性的变化而减小。另外，通过在上通液孔17和下通液孔18中通入冷却液，通过冷却液循环的方式，上热沉块I可以由流过其上通液孔17的制冷液带走热耗，下热沉块2可以由流过其下通液孔18的制冷液带走热耗。
[0042]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:包括上热沉块(I)、下热沉块(2)、左紧固螺钉(3)和右紧固螺钉(4)，以及用于套装在左紧固螺钉(3)上的左压力调节弹簧(5)和用于套装在右紧固螺钉(4)上的右压力调节弹簧(6)，所述上热沉块(I)的底面上设置有半圆柱形的上凹槽(7)，所述下热沉块(2)的顶面上设置有半圆柱形的下凹槽(8)，在上热沉块(I)与下热沉块(2)贴合时下凹槽(8)与上凹槽(7)相配合形成了用于安放包裹有热界面物质(19)的圆棒状激光晶体(20)的圆棒状激光晶体安放槽，所述上热沉块(I)上对称设置有用于安放左压力调节弹簧(5)且供左紧固螺钉(3)穿过的左弹簧孔(9)和用于安放右压力调节弹簧(6)且供右紧固螺钉(4)穿过的右弹簧孔(10)，所述左弹簧孔(9)的底部内壁上设置有用于顶卡左压力调节弹簧(5)的左凸沿(11)，所述右弹簧孔(10)的底部内壁上设置有用于顶卡右压力调节弹簧(6)的右凸沿(12)，所述下热沉块(2)上与左弹簧孔(9)相对的位置处设置有用于螺纹连接左紧固螺钉(3)的左螺纹孔(13)，所述下热沉块(2)上与右弹簧孔(10)相对的位置处设置有用于螺纹连接右紧固螺钉(4)的右螺纹孔(14)。
2.按照权利要求1所述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左紧固螺钉(3)上套装有位于左紧固螺钉(3)的螺钉头与套装在左紧固螺钉(3)上的左压力调节弹簧(5)之间的左垫片(15)，所述右紧固螺钉(4)上套装有位于右紧固螺钉(4)的螺钉头与套装在右紧固螺钉(4)上的右压力调节弹簧(6)之间的右垫片(16)。
3.按照权利要求1所述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述上热沉块(I)上设置有上通液孔(17)，所述下热沉块(2)上设置有下通液孔(18)。
4.按照权利要求1所述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左压力调节弹簧(5)和右压力调节弹簧(6)均为圆柱形等节距的螺旋压缩弹簧。
5.按照权利要求1所述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述左紧固螺钉(3)和右紧固螺钉(4)均为螺杆的中下部带有螺纹的紧固螺钉。
6.按照权利要求1所述的具有圆棒状激光晶体装配压力调节功能的热沉装置，其特征在于:所述热界面物质(19)为铟箔。
【文档编号】H01S5/024GK203774606SQ201420167959
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】刘海强 申请人:西安科技大学