RU2579188C1

RU2579188C1 - Laser head of solid-state laser with diode pumping thermal stabilisation

Info

Publication number: RU2579188C1
Application number: RU2014139555/28A
Authority: RU
Inventors: Наталья Борисовна Ярулина; Анатолий Александрович Абышев; Юрий Дмитриевич Арапов; Михаил Леонидович Соколовский
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-04-10

Abstract

FIELD: optics.

SUBSTANCE: invention relates to laser engineering. Laser head of solid-state laser with diode pumping thermal stabilisation contains the following components installed in housing in form of polyhedron: an active element, matrix of laser diodes located around and along the active element, and cooling system made up of two independent circuits for cooling active element and matrices, cooling circuit of the active element comprises tube encircling the active element and forming circular channel with width δ, and inlet, outlet manifolds with channels. Laser head is equipped with light guides located parallel to the active element axis, a cooling circuit for matrices has thermal interface, heat sinks and thermal stabilisation elements arranged in heat exchange module and heat exchangers. Thermal stabilisation elements are presented as heaters and cooling elements.

EFFECT: technical result consists in simplification of the cooling system for the active element.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к твердотельным лазерам с диодной накачкой, в частности к элементам накачки и системам их охлаждения, и может быть использовано при изготовлении лазерной техники.The invention relates to diode-pumped solid-state lasers, in particular to pump elements and their cooling systems, and can be used in the manufacture of laser technology.

Известна оптическая усилительная головка (ОУГ) с диодной накачкой, состоящая из размещенных в корпусе в виде многогранника: активного элемента (АЭ) в виде стержня, элементов диодной накачки, расположенных вдоль активного элемента, и системы охлаждения, содержащей трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала, и каналы, расположенные в корпусе. Элементы диодной накачки выполнены в виде блоков линеек лазерных диодов и расположены под углом 90° к оси активного элемента на держателях. В элементах диодной накачки расположены каналы для охлаждающей жидкости. Устройство снабжено демпфирующими элементами, установленными на обоих торцах трубки, в качестве демпфирующих элементов использованы прокладки (патент США №6101208, H01S 3/0941, 1997 г.).Known optical amplification head (OUG) with diode pumping, consisting of placed in the body in the form of a polyhedron: an active element (AE) in the form of a rod, diode pump elements located along the active element, and a cooling system containing a tube enclosing the active element with the formation annular channel, and channels located in the housing. The elements of the diode pump are made in the form of blocks of lines of laser diodes and are located at an angle of 90 ° to the axis of the active element on the holders. In the elements of the diode pump are channels for the coolant. The device is equipped with damping elements mounted on both ends of the tube, gaskets are used as damping elements (US patent No. 6101208, H01S 3/0941, 1997).

В этом устройстве охлаждение АЭ и элементов диодной накачки происходит за счет высокой скорости потока охлаждающей жидкости. Поддержание постоянной температуры теплоносителя позволяет обеспечить работоспособность и высокую эффективность оптической усилительной головки.In this device, the cooling of the AE and diode pump elements occurs due to the high flow rate of the coolant. Maintaining a constant temperature of the coolant allows us to ensure the operability and high efficiency of the optical amplifier head.

Однако неравномерное и неполное заполнение излучением накачки АЭ приводит к увеличению термомеханических напряжений внутри АЭ, что может привести к его выходу из строя. Неравномерность освещения АЭ приводит также к снижению эффективности накачки и качества выходного лазерного пучка. Расположение каналов в элементах диодной накачки не оптимально, так как расстояние от элементов накачки до каналов не минимально, как следствие этого, падает эффективность отвода тепла с нагретой поверхности элементов накачки. Это может привести к снижению качества охлаждения элементов накачки и падению мощности выходного лазерного пучка.However, uneven and incomplete filling of the AE pump radiation leads to an increase in thermomechanical stresses inside the AE, which can lead to its failure. The uneven illumination of the AE also leads to a decrease in the pump efficiency and the quality of the output laser beam. The location of the channels in the diode pump elements is not optimal, since the distance from the pump elements to the channels is not minimal, as a result of this, the efficiency of heat removal from the heated surface of the pump elements decreases. This can lead to a decrease in the quality of cooling of the pump elements and a drop in the power of the output laser beam.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является ОУГ с диодной накачкой, содержащая размещенные в корпусе в виде многогранника: АЭ в виде стержня, матрицы лазерных диодов (МЛД), расположенные вокруг и вдоль АЭ равномерно и обращенные излучающей областью к АЭ, и систему охлаждения, выполненную в виде двух независимых контуров для охлаждения АЭ и МЛД, контур охлаждения АЭ содержит трубку, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала шириной δ, и входной, выходной коллекторы, из которых выходят каналы, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (патент РФ №2498467, МПК H01S 3/0933, 3/042, опубл. 2013 г.). На обоих торцах трубки установлены демпфирующие элементы в виде сильфонов, МЛД расположены на держателях, размещенных на внешней поверхности каждой грани корпуса. ОУГ снабжена входным и выходным патрубками, соединенными с входным и выходным коллекторами, из которых выходят каналы, соединенные с каналами, выполненными в каждом держателе и МЛД. Контур охлаждения МЛД снабжен дополнительными входным и выходным патрубками.The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is a diode-pumped COG containing in the form of a polyhedron: AE in the form of a rod, matrix of laser diodes (MLD), located around and along the AE uniformly and facing the AE by the emitting region, and a cooling system made in the form of two independent circuits for cooling the AE and MLD, the cooling circuit of the AE contains a tube covering the AE with the formation of an annular channel of width δ, and input, output collectors, from which they exit to analges, the tube is made of a material transparent to pump radiation (RF patent No. 2498467, IPC H01S 3/0933, 3/042, publ. 2013). Damping elements in the form of bellows are installed at both ends of the tube; MLDs are located on holders located on the outer surface of each face of the housing. The OGG is equipped with inlet and outlet nozzles connected to the inlet and outlet manifolds, from which channels connected to the channels made in each holder and MLD exit. The MLD cooling circuit is equipped with additional inlet and outlet nozzles.

Расположение МЛД равномерно вокруг АЭ позволяет равномерно заполнить АЭ излучением накачки, что уменьшает в нем термические напряжения, а также повышает эффективность накачки. Выполнение системы охлаждения из двух независимых контуров охлаждения позволяет независимо регулировать и поддерживать оптимальную температуру для МЛД и АЭ.The location of the MLD evenly around the AE makes it possible to uniformly fill the AE with pump radiation, which reduces the thermal stresses in it and also increases the pump efficiency. The implementation of the cooling system from two independent cooling circuits allows you to independently adjust and maintain the optimum temperature for MLD and AE.

Однако ОУГ с двумя контурами охлаждения содержит большое число деталей, что существенно сказывается на массогабаритных характеристиках. Значительная часть излучения накачки не поглощается, т.к. диаметр АЭ меньше излучающей области МЛД, что снижает кпд доставки излучения накачки, а следовательно, и мощности лазерного излучения, а применение сильфонов в качестве демпфирующих элементов снижает прочность и устойчивость конструкции к ударным и вибрационным нагрузкам. А конструкция системы охлаждения не допускает эксплуатацию ОУГ в условиях климатических воздействий.However, an OUG with two cooling circuits contains a large number of parts, which significantly affects the mass and size characteristics. A significant part of the pump radiation is not absorbed, because the AE diameter is smaller than the MLD emitting region, which reduces the efficiency of delivery of pump radiation and, consequently, the power of laser radiation, and the use of bellows as damping elements reduces the strength and stability of the structure to shock and vibration loads. And the design of the cooling system does not allow the operation of the exhaust gas in climatic conditions.

Задача, на решение которой направлено изобретение, - повышение эффективности накачки, оптимизация массогабаритных характеристик, системы охлаждения и термостабилизации, обеспечение жесткости конструкции, создание конструктивно обособленного и удобного при эксплуатации устройства, устойчивого к ударным, тепловым и вибрационным нагрузкам.The problem to which the invention is directed is to increase pumping efficiency, optimize weight and size characteristics, cooling and thermal stabilization systems, ensure structural rigidity, create a device that is structurally isolated and easy to use, resistant to shock, heat and vibration loads.

Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения, - упрощение системы охлаждения активного элемента и термостабилизация элементов накачки, увеличение кпд и мощности излучения, обеспечение устойчивости конструкции к вибрационным, ударным и тепловым воздействиям.The technical result obtained by using the proposed technical solution is to simplify the cooling system of the active element and thermal stabilization of the pump elements, increase the efficiency and radiation power, ensure the stability of the structure to vibration, shock and thermal influences.

Указанный технический результат достигается тем, что в квантроне твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки, содержащем размещенные в корпусе в виде многогранника: активный элемент в виде стержня, матрицы лазерных диодов, расположенные вокруг и вдоль активного элемента равномерно и обращенные излучающей областью к активному элементу, и систему охлаждения, выполненную в виде двух независимых контуров для охлаждения активного элемента и матриц, контур охлаждения активного элемента содержит трубку, охватывающую активный элемент с образованием кольцевого канала шириной δ, и входной, выходной коллекторы, из которых выходят каналы, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки, особенность заключается в том, что квантрон снабжен световодами, расположенными параллельно оси активного элемента на каждой грани выступов, размещенных на внутренней поверхности корпуса, торцы активного элемента закреплены в прижимах, установленных в корпусе, входной, выходной коллекторы расположены в прижимах и соединены с кольцевым каналом, контур охлаждения матриц содержит термоинтерфейс, теплоотводы и элементы термостабилизации, размещенные в теплообменном модуле и теплообменниках, каждый выступ содержит отражающую диаметральную поверхность, обращенную к активному элементу и расположенную напротив каждой матрицы, одна из которых расположена на переходнике, а остальные - на теплообменниках, установленных на внешней поверхности корпуса, переходник закреплен на теплообменном модуле, установленном на внешней поверхности корпуса, теплообменники и теплообменный модуль связаны с помощью теплоотводов, термоинтерфейс размещен в местах соединения теплоотводов с теплообменниками и теплообменным модулем, в соединении переходника с теплообменным модулем и с матрицей, а также в соединении матриц с теплообменниками, в качестве элементов термостабилизации используются нагреватели и элементы охлаждения, при этом элементы охлаждения установлены только в теплообменном модуле, а теплообменники, теплоотводы, интерфейс и теплообменный модуль выполнены из материалов с большим коэффициентом теплопроводности.The specified technical result is achieved by the fact that in the quantron of a solid-state laser with thermal stabilization of the diode pump containing the polyhedron placed in the housing: an active element in the form of a rod, laser diode arrays arranged uniformly around and along the active element and facing the active element with the emitting region, and a cooling system made in the form of two independent circuits for cooling the active element and matrices, the cooling circuit of the active element contains a tube covering the active the first element with the formation of an annular channel with a width of δ, and the input and output collectors from which the channels exit, the tube is made of a material transparent for pump radiation, the feature is that the quantron is equipped with optical fibers parallel to the axis of the active element on each face of the protrusions, located on the inner surface of the housing, the ends of the active element are fixed in the clamps installed in the housing, the input and output collectors are located in the clamps and connected to the annular channel, the circuit is cooled The matrix contains a thermal interface, heat sinks and thermal stabilization elements located in the heat exchange module and heat exchangers, each protrusion contains a reflective diametrical surface facing the active element and located opposite each matrix, one of which is located on the adapter, and the rest on heat exchangers mounted on the external the surface of the housing, the adapter is mounted on a heat exchange module mounted on the outer surface of the housing, the heat exchangers and the heat exchange module are connected by of heat sinks, the thermal interface is located at the junctions of heat sinks with heat exchangers and a heat exchange module, in the connection of an adapter with a heat exchange module and with a matrix, as well as in the connection of matrices with heat exchangers, heaters and cooling elements are used as elements of thermal stabilization, while cooling elements are installed only in the heat exchange module, and heat exchangers, heat sinks, the interface and the heat exchange module are made of materials with a high coefficient of thermal conductivity.

Совмещение в конструкции выступов корпуса функции контротражателя диодной накачки и световода, обеспечение контура охлаждения матриц элементами термостабилизации с теплоотводами, позволяющими охлаждать МЛД только одним теплообменным модулем, а также применение прижимов для уплотнения и центрирования АЭ в корпусе, позволяет упростить систему охлаждения АЭ и термостабилизации МЛД, а также увеличить кпд и мощность излучения, обеспечивая при этом устойчивость конструкции квантрона к вибрационным, ударным и тепловым воздействиям. Таким образом решили задачу повышения эффективности накачки, оптимизировали массогабаритные характеристики и систему охлаждения и термостабилизации, обеспечили жесткость конструкции квантрона и создали конструктивно обособленное и удобное при эксплуатации устройство, устойчивое к ударным, тепловым и вибрационным нагрузкам.The combination in the design of the body projections of the counter-reflector function of the diode pump and the light guide, providing the matrix cooling circuit with thermal stabilization elements and heat sinks that allow cooling the MLD with only one heat exchange module, as well as the use of clamps for compacting and centering the AE in the housing, simplifies the cooling system of the AE and thermal stabilization of the MLD, and also to increase the efficiency and radiation power, while ensuring the stability of the design of the quantron to vibration, shock and thermal effects. Thus, they solved the problem of increasing the pumping efficiency, optimized the weight and size characteristics and the cooling and thermal stabilization system, ensured the quantron design rigidity, and created a structurally isolated and easy-to-use device that is resistant to shock, thermal, and vibration loads.

При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволило выявить совокупность существенных отличительных признаков от прототипа, изложенных в формуле изобретения.When conducting analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, no analogues were found that are characterized by features that are identical to all the essential features of this invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in the set of essential features of the analogue allowed to identify the set of essential distinguishing features from the prototype set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. В результате поиска не выявлены технические решения с этими признаками. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. As a result of the search, no technical solutions with these characteristics were identified. On this basis, we can conclude that the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фиг. 1 представлен продольный разрез квантрона.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a quantron.

На фиг. 2 - поперечный разрез квантрона.In FIG. 2 - cross section of a quantron.

Квантрон твердотельного лазера с термостабилизацией диодной накачки (фиг. 1, 2) содержит выполненный в виде многогранника (например, в виде шестигранника) корпус 1, в котором установлен активный элемент (АЭ) 2 в виде стержня, торцы которого закреплены в прижимах 3, 4, установленных в корпусе. Квантрон также содержит матрицы лазерных диодов (МЛД) 5, световоды 6 и систему охлаждения. МЛД 5 расположены вокруг и вдоль АЭ равномерно и обращены к АЭ излучающей областью.The quantron of a solid-state laser with thermal stabilization of the diode pump (Fig. 1, 2) contains a housing 1 made in the form of a polyhedron (for example, in the form of a hexagon), in which an active element (AE) 2 is installed in the form of a rod, the ends of which are fixed in clamps 3, 4 installed in the housing. The quantron also contains a matrix of laser diodes (MLD) 5, optical fibers 6 and a cooling system. MLD 5 are located around and along the AE uniformly and face the AE radiating region.

На внутренней поверхности корпуса размещены выступы 7, на каждой грани которых параллельно оси АЭ расположены световоды 6 в виде плоских полированных металлических поверхностей. Угол β наклона металлических поверхностей световода 6 получается расчетным путем. Каждый выступ 7 содержит контротражатель 9 - отражающую диаметральную поверхность, обращенную к АЭ и расположенную напротив каждой матрицы.On the inner surface of the housing there are protrusions 7, on each face of which parallel to the axis of the AE there are optical fibers 6 in the form of flat polished metal surfaces. The angle β of the inclination of the metal surfaces of the fiber 6 is obtained by calculation. Each protrusion 7 contains a counter-protector 9 - a reflecting diametrical surface facing the AE and located opposite each matrix.

Система охлаждения выполнена в виде двух независимых контуров для охлаждения АЭ и МЛД. Контур охлаждения АЭ содержит трубку 10, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала шириной δ, и размещенные в прижимах 3 входной и выходной коллекторы 11, из которых выходят каналы a. Входной и выходной коллекторы 11 соединены с кольцевым каналом δ, который формирует слой охлаждающей жидкости (ОЖ), охлаждающий АЭ и образован стенкой трубки 10 и АЭ 2.The cooling system is made in the form of two independent circuits for cooling the AE and MLD. The cooling circuit AE contains a tube 10, covering the AE with the formation of an annular channel of width δ, and placed in the clamps 3 of the input and output collectors 11, from which the channels a. The input and output collectors 11 are connected to the annular channel δ, which forms a layer of coolant (coolant) cooling AE and is formed by the wall of the tube 10 and AE 2.

Трубка 10 выполнена из материала, оптически прозрачного для излучения накачки (например, стекло, плавленый кварц, лейкосапфир и т.д.). Диаметр и толщина трубки 10 рассчитываются, исходя из требуемой фокусировки излучения накачки. Прижимы 3 применены - для герметизации трубки 10, а прижимы 4 для герметизации АЭ и центрирования его в корпусе квантрона относительно трубки 10.The tube 10 is made of a material that is optically transparent for pump radiation (for example, glass, fused quartz, leucosapphire, etc.). The diameter and thickness of the tube 10 are calculated based on the desired focusing of the pump radiation. Clips 3 are used to seal the tube 10, and clamps 4 for sealing the AE and centering it in the quantron housing relative to the tube 10.

Контур охлаждения матриц содержит термоинтерфейс 12, теплоотводы 13 и элементы термостабилизации 14, размещенные в отверстиях b и с теплообменного модуля 15 и теплообменников 16. В качестве элементов термостабилизации 14 используются нагреватели (в отверстиях b) и элементы охлаждения (в отверстиях с), при этом элементы охлаждения установлены только в теплообменном модуле 15. Теплоотводы 13 при необходимости могут быть заменены контурными либо пластинчатыми тепловыми трубами.The matrix cooling circuit contains a thermal interface 12, heat sinks 13 and thermal stabilization elements 14 located in holes b and from the heat exchanger module 15 and heat exchangers 16. As elements of thermal stabilization 14, heaters (in holes b) and cooling elements (in holes c) are used, while cooling elements are installed only in the heat exchange module 15. The heat sinks 13, if necessary, can be replaced by contour or plate heat pipes.

Одна из матриц расположена на переходнике 17, а остальные на теплообменниках 16, установленных на внешней поверхности корпуса. Переходник 17 закреплен на теплообменном модуле 15, который установлен на внешней поверхности корпуса, а теплообменники 16 и теплообменный модуль 15 связаны с помощью тееплоотводов 13. Термоинтерфейс 12 размещен в местах соединения теплоотводов 13 с теплообменниками 16 и теплообменным модулем 15, а также в соединении переходника 17 и теплообменного модуля 15. Термоинтерфейс 12 может быть выполнен, например из галия или галистана. Также термоинтерфейс 12 размещен в соединении переходника 17 с матрицей и в соединении матриц с теплообменниками 16 и может быть выполнен из низкотемпературного припоя (например, сплава Розе или Вуда).One of the matrices is located on the adapter 17, and the rest on the heat exchangers 16 mounted on the outer surface of the housing. The adapter 17 is mounted on a heat exchange module 15, which is installed on the outer surface of the housing, and the heat exchangers 16 and the heat exchange module 15 are connected using heat sinks 13. The thermal interface 12 is located at the junction of the heat sinks 13 with heat exchangers 16 and the heat exchange module 15, as well as in the connection of the adapter 17 and a heat exchange module 15. The thermal interface 12 may be made, for example, of galium or galistic. Also, the thermal interface 12 is located at the junction of the adapter 17 with the matrix and at the junction of the matrices with heat exchangers 16 and can be made of low-temperature solder (for example, Rose or Wood alloy).

В качестве материала для деталей, участвующих в теплообмене (теплообменники, теплоотводы, термоинтерфейс, теплообменный модуль), применены материалы с большим коэффициентом теплопроводности.As a material for parts involved in heat transfer (heat exchangers, heat sinks, thermal interface, heat exchange module), materials with a high coefficient of thermal conductivity are used.

Устройство работает следующим образом. На МЛД 5 (фиг. 1, 2) подается ток накачки с заданной амплитудой, при этом возникает излучение накачки, проходящее сквозь трубку 10 и ОЖ кольцевого канала δ, при этом большая часть излучения поглощается АЭ 2, часть поглощенной энергии накачки идет на тепловые потери. Оставшаяся доля излучения, не поглотившаяся в АЭ на первом проходе, отражается от контротражателей 9 и вновь направляется в АЭ 2. Одновременно боковые лучи МЛД падают на световоды 8 и, многократно отразившись, направляются к АЭ 2.The device operates as follows. A pump current with a given amplitude is supplied to the MLD 5 (Fig. 1, 2), and pump radiation passes through the tube 10 and the coolant of the annular channel δ, and most of the radiation is absorbed by AE 2, part of the absorbed pump energy goes to heat losses . The remaining fraction of the radiation, which was not absorbed in the AE in the first pass, is reflected from the counter-guards 9 and again sent to the AE 2. At the same time, the side rays of the MLD fall on the optical fibers 8 and, being reflected many times, are directed to the AE 2.

Охлаждение АЭ 2 происходит либо прокачкой теплоносителя, либо стационарно следующим образом. ОЖ закачивается по каналу а прижима 3 (фиг. 1), поступает во входной коллектор 11, затем попадает в кольцевой канал шириной δ охлаждения АЭ 2. Поток ОЖ протекает вдоль всей поверхности АЭ и контактирует с ней. Таким образом происходит охлаждение кристалла АЭ. На выходе из кольцевого канала δ противоположного конца АЭ ОЖ в обратном порядке собирается в выходной коллектор 11, затем через каналы а прижима 3 выводится из квантрона либо герметизируется в нем.The cooling of AE 2 occurs either by pumping the coolant, or stationary as follows. The coolant is pumped through the channel a of clamp 3 (Fig. 1), enters the inlet manifold 11, and then enters the annular channel with the width δ of cooling of the AE 2. The coolant flows along the entire surface of the AE and contacts it. Thus, the AE crystal is cooled. At the exit from the annular channel δ of the opposite end, the AE of the coolant is collected in the reverse order in the output collector 11, then, through the channels a of the clamp 3, it is removed from the quantron or sealed in it.

Для обеспечения заданных режимов работы квантрона в заданных условиях эксплуатации может возникнуть необходимость термостабилизации МЛД. При этом обеспечение выхода на температурный рабочий режим элементов накачки обеспечивается следующим образом. Нагреватели, установленные в отверстиях b теплообменного модуля 15 и теплообменников 16 (фиг. 1. 2), повышают температуру МЛД 5 от исходной до температуры выхода на рабочий режим. Теплоотводы 13 обеспечивают сброс тепла, образованного внешними климатическими условиями эксплуатации и в процессе работы элементов накачки, с теплообменников 16 на корпус теплообменного модуля 15. Элементы охлаждения, установленные в отверстии с, обеспечивают отвод тепла на любую теплоотводящую поверхность, при этом термоинтерфейс 12 обеспечивает высокую теплопроводность между элементами конструкции, участвующими в теплообмене. Таким образом снижается температура матриц до рабочей и происходит термостабилизация элементов накачки.To ensure the given operation modes of the quantron in the given operating conditions, it may be necessary to stabilize the MLD. At the same time, providing access to the temperature operating mode of the pump elements is provided as follows. The heaters installed in the holes b of the heat exchanger module 15 and heat exchangers 16 (Fig. 1. 2) increase the temperature of the MLD 5 from the initial temperature to the exit temperature to the operating mode. The heat sinks 13 provide the discharge of heat generated by external climatic conditions of use and during operation of the pump elements from the heat exchangers 16 to the housing of the heat exchange module 15. The cooling elements installed in the hole c provide heat removal to any heat sink surface, while the thermal interface 12 provides high thermal conductivity between structural elements involved in heat transfer. Thus, the temperature of the matrices is reduced to the working one and thermal stabilization of the pump elements occurs.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условии:Thus, the presented data indicate the fulfillment of the following conditions when using the claimed invention:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в электронной и оптико-механической промышленности при изготовлении лазерных устройств с повышенной мощностью;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in the electronic and optical-mechanical industry in the manufacture of laser devices with high power;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.- for the claimed device in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A quantron of a solid-state laser with thermal stabilization of a diode pump, comprising a polyhedron placed in the housing: an active element in the form of a rod, laser diode arrays arranged uniformly around and along the active element and facing the active element with the emitting region, and a cooling system made in the form of two independent circuits for cooling the active element and matrices, the cooling circuit of the active element contains a tube enclosing the active element with the formation of an annular channel of width δ, and the input and output collectors from which the channels exit, the tube is made of a material transparent for pump radiation, characterized in that it is equipped with optical fibers parallel to the axis of the active element on each face of the protrusions located on the inner surface of the housing, the ends of the active element are fixed in the clamps, installed in the housing, the input and output collectors are located in the clamps and connected to the annular channel, the matrix cooling circuit contains a thermal interface, heat sinks and thermal stabilization elements, p located in the heat exchanger module and heat exchangers, each protrusion contains a reflecting diametrical surface facing the active element and located opposite each matrix, one of which is located on the adapter, and the rest on heat exchangers installed on the outer surface of the housing, the adapter is mounted on the heat exchanger module installed on the outer surface of the casing, heat exchangers and a heat exchange module are connected using heat sinks, the thermal interface is located at the junctions of the heat sinks exchangers and a heat exchange module, in the connection of the adapter with the heat exchange module and with the matrix, as well as in the connection of the matrices with heat exchangers, heaters and cooling elements are used as elements of thermal stabilization, while cooling elements are installed only in the heat exchange module, and heat exchangers, heat sinks, interface and the heat exchange module is made of materials with a high coefficient of thermal conductivity.