RU2597941C2 - Optical amplifier head with diode pumping (versions) - Google Patents
Optical amplifier head with diode pumping (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2597941C2 RU2597941C2 RU2014135348/28A RU2014135348A RU2597941C2 RU 2597941 C2 RU2597941 C2 RU 2597941C2 RU 2014135348/28 A RU2014135348/28 A RU 2014135348/28A RU 2014135348 A RU2014135348 A RU 2014135348A RU 2597941 C2 RU2597941 C2 RU 2597941C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channels
- housing
- holders
- input
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
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 активного элемента (АЭ) в виде стержня, матриц лазерных диодов (МЛД), расположенных на держателях, и системы охлаждения (СО), содержащей трубку, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала, и каналы, расположенные в корпусе и держателях, с входным и выходным патрубками. Каналы расположены также в МЛД, которые выполнены в виде блоков линеек лазерных диодов и расположены под углом 90° к оси АЭ. 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 housing of the active element (AE) in the form of a rod, matrix of laser diodes (MLD) located on the holders, and a cooling system (CO) containing a tube covering the AE with the formation annular channel, and channels located in the housing and holders, with inlet and outlet pipes. The channels are also located in the MLD, which are made in the form of blocks of rulers of laser diodes and are located at an angle of 90 ° to the axis of the AE. The device is equipped with damping elements mounted on both ends of the tube, gaskets are used as damping elements (US patent No. 6101208,
В этом устройстве охлаждение АЭ и МЛД происходит за счет высокой скорости потока охлаждающей жидкости (ОЖ). Поддержание постоянной температуры ОЖ позволяет продлить срок службы МЛД и обеспечить постоянные и устойчивые выходные параметры ОУГ.In this device, the cooling of the AE and MLD occurs due to the high flow rate of the coolant (coolant). Maintaining a constant coolant temperature allows you to extend the life of the MLD and to provide constant and stable output parameters of the exhaust gas.
Однако неравномерное и неполное заполнение излучением накачки АЭ приводит к образованию неоднородных областей возбуждения, возникновению термомеханических напряжений внутри АЭ, что может привести к выходу его из строя. Неравномерность заполнения излучением накачки АЭ приводит также и к снижению эффективности накачки. Расположение охлаждающих каналов в матрицах лазерных диодов не оптимально, так как расстояние от МЛД до охлаждающих каналов не минимально, как следствие этого падает эффективность отвода тепла с нагретой поверхности МЛД. Это может привести к снижению качества охлаждения МЛД и уменьшению запасенной в инверсной населенности энергии.However, uneven and incomplete filling of the AE pump radiation leads to the formation of inhomogeneous excitation regions, the appearance of thermomechanical stresses inside the AE, which can lead to its failure. The uneven filling of the AE pump radiation also leads to a decrease in the pump efficiency. The location of the cooling channels in the matrices of laser diodes is not optimal, since the distance from the MLD to the cooling channels is not minimal, as a result of which the efficiency of heat removal from the heated surface of the MLD decreases. This can lead to a decrease in the quality of MLD cooling and a decrease in the energy stored in the inverse population.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является ОУГ с диодной накачкой, состоящая из размещенных в корпусе АЭ в виде стержня, МЛД, расположенных равномерно на держателях и обращенных излучающей областью к АЭ, и СО, содержащей трубку, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала δ, каналов, расположенных в корпусе и каждом держателе, входного, выходного патрубков и выполненных в корпусе входного и выходного коллекторов, из которых выходят каналы, соединенные с поворотными каналами, выполненными в держателях, размещенных в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (патент РФ №2498467, МПК H01S 3/0933, 3/042, опубл. 2013 г.).The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is a diode-pumped COG, consisting of a rod located in the AE body, MLD located uniformly on the holders and facing the AE by the emitting region, and a CO containing a tube covering the AE to form ring channel δ, channels located in the housing and each holder, inlet and outlet pipes and made in the housing of the inlet and outlet manifolds, from which channels connected to the rotary channels exit holders located in holes made on the outer surface of the housing, the tube is made of a material transparent to pump radiation (RF patent No. 2498467, IPC
Расположение МЛД равномерно вокруг АЭ позволяет равномерно заполнить АЭ излучением накачки, что уменьшает в нем термические напряжения, а также повышает эффективность накачки. Выполнение СО 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 CO from two independent cooling circuits allows you to independently adjust and maintain the optimum temperature for MLD and AE.
Однако наличие двух контуров охлаждения требует либо наличие двух внешних СО или одной внешней СО и внешнего устройства распределения потоков ОЖ между контурами, что приводит к усложнению схемы охлаждения ОУГ. Применение МЛД с охлаждающими каналами малого сечения и, в особенности, их последовательного соединения приводит к увеличению гидравлического сопротивления ОУГ. При использовании АЭ малого (по сравнению с шириной излучающей области МЛД) диаметра, значительная часть излучения накачки в него не попадет, а значительная часть попавшего в него излучения накачки не поглотится. Это приведет к снижению кпд доставки излучения накачки до АЭ и, как следствие, к уменьшению запасенной в инверсной населенности энергии. А также ОУГ с двумя контурами охлаждения содержит большое число деталей и имеет большие габариты и массу.However, the presence of two cooling circuits requires either the presence of two external CO or one external CO and an external device for distributing coolant flows between the circuits, which leads to a complication of the cooling circuit of the exhaust gas. The use of MLD with cooling channels of a small cross section and, in particular, their series connection leads to an increase in the hydraulic resistance of the OGG. When using AE with a small diameter (compared with the width of the MLD radiating region), a significant part of the pump radiation will not get into it, and a significant part of the pump radiation that gets into it will not be absorbed. This will lead to a decrease in the efficiency of delivery of pump radiation to the AE and, as a result, to a decrease in the energy stored in the inverse population. And also an OUG with two cooling circuits contains a large number of parts and has large dimensions and mass.
Задача, на решение которой направлено изобретение, - увеличение кпд ОУГ, а также снижение габаритов и массы.The problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the OUG, as well as reduce the size and weight.
Технический результат, получаемый при использовании предлагаемого технического решения, - уменьшение гидравлического сопротивления СО, упрощение схемы охлаждения, увеличение запасенной в инверсной населенности энергии.The technical result obtained by using the proposed technical solution is to reduce the hydraulic resistance of CO, simplify the cooling scheme, increase the energy stored in the inverse population.
Сущность первого варианта заключается в том, что в ОУГ с диодной накачкой, состоящей из размещенных в корпусе: АЭ в виде стержня, МЛД, расположенных равномерно на держателях и обращенных излучающей областью к АЭ, и СО, содержащей трубку, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала δ, каналы, расположенные в корпусе и каждом держателе, входной, выходной патрубки и выполненные в корпусе входной и выходной коллекторы, из которых выходят каналы, соединенные с поворотными каналами, выполненными в держателях, размещенных в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки, особенность заключается в том, что СО выполнена в виде единого контура и содержит дроссель с каналами, установленный между входным коллектором и кольцевым каналом, соединенные с входным и выходным патрубками входной и выходной дополнительные коллекторы, размещенные в одном из держателей, и каналы, выполненные в корпусе и соединяющие входной и выходной коллекторы с дополнительными входным и выходным коллекторами, диаметр поворотных каналов превышает диаметр каналов держателей, каналы дросселя соединяют входной коллектор с кольцевым каналом, который соединяется с выходным коллектором, дополнительные входной и выходной коллекторы соединены каналом держателя, а корпус выполнен в виде цилиндра.The essence of the first option lies in the fact that in an OGD with diode pumping, consisting of: AE in the form of a rod, MLD located uniformly on the holders and facing the AE by the emitting region, and CO containing a tube surrounding the AE with the formation of an annular channel δ, the channels located in the housing and each holder, the inlet and outlet nozzles and the inlet and outlet manifolds made in the housing, from which the channels connected to the rotary channels made in the holders located in the holes exit, made On the outer surface of the casing, the tube is made of a material transparent for pump radiation, the feature is that the CO is made in the form of a single circuit and contains a choke with channels installed between the input collector and the annular channel, connected to the input and output nozzles of the input and output additional collectors located in one of the holders, and channels made in the housing and connecting the input and output collectors with additional input and output collectors, the diameter of catch exceeds the diameter of the holders channels throttle inlet manifold channels connect to an annular channel which is connected to the outlet manifold, additional input and output are connected to the collectors of the holder channel, and the housing is formed as a cylinder.
Всей совокупностью перечисленных признаков обеспечивается оптимальный режим работы ОУГ. Этого добились за счет следующего: для охлаждения АЭ и МЛД используется один внешний контур охлаждения, для согласования гидравлического сопротивления канала охлаждения АЭ с гидравлическим сопротивлением каналов охлаждения МЛД в контуре охлаждения применен дроссель; отверстия в дросселе расположены равномерно по окружности, что позволяет получить равномерный поток ОЖ вдоль АЭ; диаметр поворотных каналов превышает диаметр основных каналов держателей; держатели взяли на себя функцию теплообменников МЛД. Таким образом, достигается уменьшение гидравлического сопротивления СО при упрощении схемы охлаждения, а также увеличение запасенной в инверсной населенности энергии и решается задача увеличения кпд ОУГ при снижении габаритов и массы всей конструкции.The whole set of these features ensures the optimal mode of operation of the OAG. This was achieved due to the following: for cooling the AE and MLD, one external cooling circuit is used, to match the hydraulic resistance of the cooling channel of the AE with the hydraulic resistance of the cooling channels of the MLD, a choke is used in the cooling circuit; the holes in the throttle are evenly distributed around the circumference, which allows to obtain a uniform coolant flow along the AE; the diameter of the rotary channels exceeds the diameter of the main channels of the holders; holders assumed the function of MLD heat exchangers. Thus, a decrease in the hydraulic resistance of CO is achieved with a simplification of the cooling scheme, as well as an increase in the energy stored in the inverse population, and the problem of increasing the efficiency of the CVG with a decrease in the dimensions and mass of the entire structure is solved.
Сущность второго варианта изобретения заключается в том, что в ОУГ с диодной накачкой, состоящей из размещенных в корпусе: АЭ в виде стержня, МЛД, расположенных равномерно на держателях и обращенных излучающей областью к АЭ, и СО, содержащей трубку, охватывающую АЭ с образованием кольцевого канала δ, каналы, расположенные в корпусе и каждом держателе, входной, выходной патрубки и выполненные в корпусе входной и выходной коллекторы, из которых выходят каналы, соединенные с поворотными каналами, выполненными в держателях, размещенных в отверстиях, выполненных на внешней поверхности корпуса, трубка выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки, особенность заключается в том, что торцы АЭ закреплены в прижимах, установленных в корпусе, СО выполнена в виде единого контура и содержит каналы, выполненные в прижимах, входной и выходной дополнительные коллекторы, образованные прижимами, трубкой и АЭ, и каналы, выполненные в корпусе и соединяющие входной и выходной патрубки с входным и выходным коллекторами, которые соединяются с каналами прижимов, при этом диаметр поворотных каналов держателей превышает диаметр каналов держателей, каналы прижимов соединяются с дополнительными входным и выходным коллекторами, которые соединяются с кольцевым каналом, а корпус выполнен в виде цилиндра.The essence of the second embodiment of the invention lies in the fact that in an OGC with diode pumping, consisting of: AE in the form of a rod, MLD located uniformly on the holders and facing the AE by the emitting region, and CO containing a tube covering the AE with the formation of a ring channel δ, channels located in the housing and each holder, inlet and outlet pipes and made in the housing of the input and output manifolds, from which channels connected to the rotary channels made in holders placed in the hole On the outer surface of the casing, the tube is made of a material transparent for pump radiation, the feature is that the ends of the AE are fixed in the clamps installed in the casing, the CO is made in the form of a single circuit and contains channels made in the clamps, the input and output additional collectors formed by clamps, a tube and AE, and channels made in the housing and connecting the input and output nozzles to the input and output collectors that are connected to the clamp channels, while the diameter is tnyh channels exceeds the channel diameter holders holders, clamps channels connected to the additional inlet and outlet manifolds which are connected to the annular channel, and the housing is formed as a cylinder.
Принцип действия ОУГ по второму варианту аналогичен работе ОУГ по первому варианту. А достигаемый при этом технический результат такой же, как и при осуществлении устройства по первому варианту. Для повышения запасенной в инверсной населенности энергии ОУГ может быть снабжена размещенными напротив каждой МЛД отражателями, установленными в отверстиях корпуса на держателях.The principle of operation of the OAC in the second embodiment is similar to the operation of the OCA in the first embodiment. And the technical result achieved in this case is the same as when implementing the device according to the first embodiment. To increase the energy stored in the inverse population, the OGG can be equipped with reflectors placed opposite each MLD installed in the openings of the housing on the holders.
Для повышения запасенной в инверсной населенности энергии каждая МЛД может быть снабжена линзой, установленной на поверхности МЛД, обращенной к АЭ.To increase the energy stored in the inverse population, each MLD can be equipped with a lens mounted on the MLD surface facing the AE.
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 ОУГ по первому варианту.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the OGG in the first embodiment.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез ОУГ по первому варианту.In FIG. 2 shows a transverse section of the OGG according to the first embodiment.
На фиг. 3 представлен дроссель.In FIG. 3 shows the throttle.
На фиг. 4 представлен поперечный разрез ОУГ по первому варианту с линзами.In FIG. 4 shows a transverse section of the OGG in the first embodiment with lenses.
На фиг. 5 представлен продольный разрез ОУГ по второму варианту.In FIG. 5 shows a longitudinal section of the OGG according to the second embodiment.
На фиг. 6 представлен поперечный разрез ОУГ второму варианту.In FIG. 6 is a cross-sectional view of the OGG to the second embodiment.
На фиг. 7 представлен разрез А-А на фиг. 5.In FIG. 7 shows a section aa in FIG. 5.
На фиг. 8 представлен поперечный разрез ОУГ по второму варианту с линзами и отражателями.In FIG. 8 is a transverse section of an OGG in a second embodiment with lenses and reflectors.
ОУГ с диодной накачкой по первому варианту (фиг. 1-3) содержит выполненный в виде полого цилиндра корпус 1, в котором установлен АЭ 2 в виде стержня, торцы которого закреплены в прижимах 3, 4, установленных в корпусе. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены отверстия (не показаны) для размещения держателей 5 МЛД 6. МЛД 6 расположены равномерно на поверхности корпуса 1 и обращены к АЭ излучающей областью.The diode-pumped COG according to the first embodiment (Fig. 1-3) contains a
СО ОУГ выполнена в виде единого контура для охлаждения АЭ и МЛД. СО содержит трубку 7, охватывающую АЭ 2 с образованием кольцевого канала δ, входной и выходной патрубки 8, 9 и входной и выходной коллекторы 10, а также дополнительные входной и выходной коллекторы 11, дроссель 12 и каналы a, b, c, d, e, расположенные в корпусе 1, держателях 5 и дросселе 12 (фиг. 3). Трубка 7 выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (например: стекло, плавленый кварц, лейкосапфир и т.д.). Внешний диаметр и толщина трубки рассчитываются, исходя из требуемой фокусировки излучения накачки. Кольцевой канал δ формирует слой ОЖ, охлаждающий АЭ.СО ОУГ is made in the form of a single circuit for cooling AE and MLD. CO contains a
Дроссель 12 установлен между входным коллектором 10 и кольцевым каналом δ. Каналы с дросселя 12 соединяют входной коллектор 10 с кольцевым каналом δ, который в свою очередь соединяется с выходным коллектором 10.The
Дополнительные входной и выходной коллекторы 11 размещены в одном из держателей 5 и соединяются с входным и выходным патрубками 8, 9. Между собой дополнительные коллекторы 11 соединены каналом b держателя.Additional input and
Остальные держатели 5 снабжены поворотными каналами e, соединяющимися с каналами b держателей и каналами d корпуса 1, выходящими из входного и выходного коллекторов 10. При этом диаметр поворотных каналов e превышает диаметр каналов b держателей 5.The
СО содержит выполненные в корпусе 1 каналы a, которые соединяют входной и выходной коллекторы 10 с дополнительными входным и выходным коллекторами 11.CO contains channels a made in the
Трубка 7 установлена в корпусе с помощью прижима 13.The
Каждая МЛД 6 может быть снабжена линзой 14, установленной на поверхности МЛД, обращенной к АЭ 2 (фиг. 4).Each MLD 6 can be equipped with a
ОУГ с диодной накачкой по второму варианту (фиг. 5-7) содержит выполненный в виде полого цилиндра корпус 1, в котором установлен АЭ 2 в виде стержня, торцы которого закреплены в прижимах 4, 15, установленных в корпусе 1. На внешней поверхности корпуса 1 выполнены отверстия (не показаны) для размещения держателей 5 МЛД 6, которые расположены равномерно на поверхности корпуса и обращены излучающей областью к АЭ 2.The diode-pumped COG according to the second embodiment (Fig. 5-7) contains a
СО ОУГ выполнена в виде единого контура для охлаждения АЭ и МЛД. СО содержит трубку 7, охватывающую АЭ 2 с образованием кольцевого канала δ, входной и выходной патрубки 8, 9 и входной и выходной коллекторы 10, а также дополнительные входной и выходной коллекторы 16 и охлаждающие каналы b, d, e, f, g, расположенные в корпусе 1, прижимах 15 и держателях 5. Трубка 7 выполнена из материала, прозрачного для излучения накачки (например: стекло, плавленый кварц, лейкосапфир и т.д.). Внешний диаметр и толщина трубки рассчитываются, исходя из требуемой фокусировки излучения накачки. Кольцевой канал δ формирует слой ОЖ, охлаждающий АЭ. Входной и выходной патрубки 8, 9, благодаря наличию свободного пространства между держателями 5, расположены непосредственно на корпусе 1. Это позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление ОУГ и упростить ее конструкцию (по сравнению с первым вариантом).СО ОУГ is made in the form of a single circuit for cooling AE and MLD. CO contains a
Трубка 7 установлена в корпусе с помощью прижимов 15.The
Дополнительные входной и выходной коллекторы 16 образованы прижимами 15, трубкой 7 и АЭ 2. Каналы g прижимов 15 соединятся с входным и выходным коллекторами 10 и с дополнительными входным и выходным коллекторами 16 (фиг. 7), которые в свою очередь соединяются с кольцевым каналом δ. Прижимы 15 с каналами g позволяют более точно распределять потоки ОЖ между каналами охлаждения МЛД и АЭ, а также не оказывают механического воздействия на АЭ (по сравнению с дросселем 12 в конструкции по первому варианту).Additional input and
Держатели 5 МЛД 6 снабжены поворотными каналами е, соединяющимися с каналами b держателей и каналами d корпуса 1, выходящими из входного и выходного коллекторов 10 корпуса. При этом диаметр поворотных каналов e превышает диаметр каналов b держателей 5.
Контур охлаждения содержит выполненные в корпусе 1 каналы f, которые соединяют входной и выходной коллекторы 10 с входным и выходным патрубками 8, 9.The cooling circuit contains channels f made in the
Каждая МЛД 6 может быть снабжена линзой 14, установленной на поверхности МЛД 6, обращенной к АЭ 2 (фиг. 8). ОУГ может быть снабжена отражателями 17, установленными в отверстиях корпуса 1 на держателях 18, и размещенными напротив каждой МЛД 6.Each
Устройство по первому варианту работает следующим образом. На МЛД 6 подается напряжение питания, МЛД 6 начинают генерировать излучение накачки, которое, проходя трубку 7 и ОЖ кольцевого канала δ, поглощается АЭ 2, где часть поглощенной энергии накачки идет на тепловые потери. В непрерывном режиме работы мощность тепловыделения достаточно высока, поэтому требуется охлаждение АЭ 2. В МЛД 6 часть электрической энергии тратится на тепловые потери, поэтому их также необходимо охлаждать. Охлаждение АЭ и МЛД происходит следующим образом.The device according to the first embodiment works as follows. The supply voltage is supplied to the
ОЖ подается через входной патрубок 8 в ОУГ и поступает в дополнительный входной коллектор 11. Затем ОЖ разделяется на два потока - первый поступает в канал b держателя 5, проходя по которому охлаждает МЛД 6, и попадает в выходной дополнительный коллектор 11, а второй поток, проходя по каналу а корпуса, попадает во входной коллектор 10.The coolant is supplied through the
Во входном коллекторе 10 ОЖ разделяется на два потока - первый охлаждает АЭ 2, а второй МЛД 6. Количественное соотношение между этими двумя потоками ОЖ задается гидравлическим сопротивлением каналов с дросселя 12.In the
Первый поток ОЖ из входного коллектора 10 через каналы с дросселя 12 попадает в кольцевой канал δ и проходит вдоль АЭ 2, контактируя с его поверхностью и охлаждает его. Пройдя вдоль АЭ 2, ОЖ на противоположном его конце попадает в выходной коллектор 10 и через канал a корпуса в выходной дополнительный коллектор 11, затем через выходной патрубок 9 выводится из ОУГ.The first coolant stream from the
Второй поток ОЖ из входного коллектора 10 через выполненные в корпусе 1 каналы d попадает в поворотные каналы e держателей, проходит по каналам b держателей, попадая на выходе в аналогичные поворотные каналы е и через каналы d, выходной коллектор 10, каналы а и выходной дополнительный коллектор 11 выводится из оптической усилительной головки. ОЖ, проходя по каналам b держателей 5, охлаждает МЛД.The second coolant stream from the
Для дополнительной фокусировки излучения накачки (повышение кпд) используются линзы 14 (фиг 4).For additional focusing of the pump radiation (increase in efficiency),
Устройство по второму варианту работает следующим образом. На МЛД 6 подается напряжение питания, МЛД начинают генерировать излучение накачки, которое, проходя трубку 7 и ОЖ кольцевого канала δ, поглощается АЭ 2, где часть поглощенной энергии накачки идет на тепловые потери. В непрерывном режиме работы мощность тепловыделения достаточно высока, поэтому требуется охлаждение АЭ 2. В МЛД 6 часть электрической энергии тратится на тепловые потери, поэтому их также необходимо охлаждать. Охлаждение АЭ и МЛД происходит следующим образом.The device according to the second embodiment works as follows. The supply voltage is supplied to the
ОЖ подается через входной патрубок 8 в ОУГ и поступает через канал f корпуса 1 во входной коллектор 10. Затем ОЖ разделяется на два потока - первый поступает в каналы g прижима 15, а второй - в каналы держателей 5. Количественное соотношение между этими двумя потоками ОЖ задается гидравлическим сопротивлением каналов g прижима 15.The coolant is supplied through the
Из каналов g прижима 15 через дополнительный входной коллектор 16 ОЖ попадает в кольцевой канал δ охлаждения АЭ 2. Проходя вдоль АЭ 2, ОЖ контактирует с его поверхностью и охлаждает его. Пройдя вдоль АЭ 2, ОЖ на противоположном его конце попадает в выходной дополнительный коллектор 16 и через каналы g прижима 15 в выходной коллектор 10, откуда через каналы f корпуса в выходной патрубок 9 и выводится из ОУГ.From channels g of
Второй поток из входного коллектора 10 через каналы d корпуса 1 попадает в поворотные каналы e держателей 5, проходит по каналам b держателей, попадая на выходе в аналогичные поворотные каналы е и через каналы d корпуса, выходной коллектор 10 и каналы f выводится из ОУГ через выходной патрубок 9. ОЖ, проходя по каналам b держателей 5, охлаждает МЛД 6.The second stream from the
Для дополнительной фокусировки излучения накачки (повышение кпд) могут использоваться линзы 14 (фиг. 8).For additional focusing of the pump radiation (increase in efficiency),
Часть излучения накачки, не поглотившаяся в АЭ 2 и прошедшая сквозь него, может быть возвращена обратно отражателями 17 (фиг. 8). При этом профиль отраженного излучения накачки задается формой отражающей поверхности отражателей 17 и трубкой 7.A portion of the pump radiation not absorbed in the
Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the data presented indicate that when using the claimed invention, the following combination of conditions:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в электронной и оптико-механической промышленности при изготовлении устройств с повышенной мощностью для медицины, технологии и других целей;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in the electronic and optical-mechanical industry in the manufacture of devices with high power for medicine, technology and other purposes;
- 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 (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135348/28A RU2597941C2 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Optical amplifier head with diode pumping (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014135348/28A RU2597941C2 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Optical amplifier head with diode pumping (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014135348A RU2014135348A (en) | 2016-03-20 |
RU2597941C2 true RU2597941C2 (en) | 2016-09-20 |
Family
ID=55530784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014135348/28A RU2597941C2 (en) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Optical amplifier head with diode pumping (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2597941C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU180913U1 (en) * | 2016-09-28 | 2018-06-29 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351251A (en) * | 1993-03-30 | 1994-09-27 | Carl Zeiss, Inc. | Laser apparatus |
WO1997047060A1 (en) * | 1996-06-04 | 1997-12-11 | Diode Pumped Laser Technologies, Inc. | Nd:YAG LASER PUMP HEAD |
RU2498467C2 (en) * | 2011-10-14 | 2013-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Diode pumped optical amplifier head |
US8804782B2 (en) * | 2012-10-29 | 2014-08-12 | Coherent, Inc. | Macro-channel water-cooled heat-sink for diode-laser bars |
-
2014
- 2014-08-29 RU RU2014135348/28A patent/RU2597941C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5351251A (en) * | 1993-03-30 | 1994-09-27 | Carl Zeiss, Inc. | Laser apparatus |
WO1997047060A1 (en) * | 1996-06-04 | 1997-12-11 | Diode Pumped Laser Technologies, Inc. | Nd:YAG LASER PUMP HEAD |
RU2498467C2 (en) * | 2011-10-14 | 2013-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Diode pumped optical amplifier head |
US8804782B2 (en) * | 2012-10-29 | 2014-08-12 | Coherent, Inc. | Macro-channel water-cooled heat-sink for diode-laser bars |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014135348A (en) | 2016-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI116010B (en) | Method and laser device for producing high optical power density | |
US6101208A (en) | Nd:YAG laser pump head | |
RU2498467C2 (en) | Diode pumped optical amplifier head | |
US20140362876A1 (en) | Method and system for managing heat disipation in doped fiber | |
US10007077B2 (en) | Direct impingement cooling of fibers | |
RU2597941C2 (en) | Optical amplifier head with diode pumping (versions) | |
CN103746274B (en) | Side pumping laser module | |
US5838712A (en) | Diode-pumped high performance solid state laser | |
US9008137B1 (en) | Method and apparatus for compact and efficient introduction of high radiant power into an optical fiber | |
RU2579188C1 (en) | Laser head of solid-state laser with diode pumping thermal stabilisation | |
RU2614079C2 (en) | Laser gun with diode pumping | |
KR20160010352A (en) | Light irradiation apparatus | |
US6661827B2 (en) | Pumping source | |
RU2575673C1 (en) | Optical amplifier head with diode pumping counter-reflector | |
RU2497248C2 (en) | Optical pumping structure | |
CN203415814U (en) | Large power laser module | |
RU180913U1 (en) | LASER MODULE WITH LATERAL DIODE PUMPING | |
RU2614081C1 (en) | Laser gun of solid-state laser with diode pumping | |
RU166589U1 (en) | OPTICAL AMPLIFIER HEAD WITH DIODE PUMPING | |
US7155091B2 (en) | Cooled high power laser lens array | |
CN116014542A (en) | Internal cooling thin-sheet laser and preparation method thereof | |
KR102222954B1 (en) | Cooler apparatus for light fiber laser amplifier module | |
RU2622237C1 (en) | Laser head of solid-state laser with diode pumping | |
US20180145474A1 (en) | Solid laser amplification device | |
RU2599600C1 (en) | High-power optical amplifier head with end diode pumping of active element in form of plate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200830 |