Лазер

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Пеленг(72) Авторы Батюшков Валентин Вениаминович Михайлов Юрий Тимофеевич Мышалов Павел Ильич Поздняков Павел Григорьевич Ракуш Владимир Валентинович Синаторов Михаил Петрович Тареев Анатолий Михайлович(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Пеленг(57) 1. Лазер, содержащий блок питания, включающий печатную плату и радиатор с радиоэлементами, и излучатель, включающий активный элемент, металлическое основание с установленными на нем в качестве источника оптической накачки одним или несколькими излучающими диодами, при этом первый выход блока питания электрически связан с первым входом излучателя, отличающийся тем, что излучатель дополнительно содержит термодатчик, выход которого электрически связан со входом блока питания, и устройство нагревания активного элемента, выполненное в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны со вторым выходом блока питания,в качестве металлического основания используется металлический корпус излучателя,имеющий плоскую наружную посадочную поверхность и параллельную ей первую плоскую внутреннюю поверхность, металлический корпус выполнен с поперечным бортом,содержащим параллельную плоской наружной посадочной поверхности вторую плоскую внутреннюю поверхность, на которой установлены радиатор с радиоэлементами и металлическая пластина устройства нагревания активного элемента, а печатная плата с одного 72682011.04.30 конца прикреплена к радиатору с радиоэлементами, а с другого конца прикреплена к поперечному борту, активный элемент расположен между металлической пластиной устройства нагревания активного элемента и первой плоской внутренней поверхностью металлического корпуса, в поперечном борте выполнена ниша, открытая со стороны второй плоской внутренней поверхности металлического корпуса и имеющая плоскую внутреннюю поверхность, параллельную плоской наружной посадочной поверхности металлического корпуса, при этом термодатчик установлен в нише с тепловым контактом с плоской внутренней поверхностью ниши. 2. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что активный элемент выполнен в виде активного волоконного световода. 3. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что печатная плата прикреплена к поперечному борту через промежуточные элементы. 4. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что обращенная к активному элементу поверхность металлической пластины устройства нагревания активного элемента выполнена с лакокрасочным покрытием. 5. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что тепловой контакт термодатчика с плоской внутренней поверхностью ниши выполнен через промежуточные элементы.(56) 1. Квантовая электроника. - 2001. - Т. 31. -8. - С. 663. 2. Квантовая электроника. - 2002. - Т. 32. -3. - С. 206 (прототип). Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для генерации стимулированного излучения, и может быть использована для создания лазеров, предназначенных для использования в составе перемещающихся изделий. Известен лазер 1, включающий блок питания и электрически связанный с ним излучатель, содержащий активный элемент, зеркала резонатора и установленный на термостабилизаторе лазерный диод в качестве источника оптической накачки. Однако при средних и больших мощностях накачки лазера требуется сложная конструкция термостабилизатора. Средние и большие мощности накачки позволяет обеспечить лазер 2, являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранный в качестве прототипа. Лазер содержит блок питания, включающий печатную плату и радиатор с радиоэлементами, и излучатель, включающий активный элемент, металлическое основание с установленными на нем в качестве источника оптической накачки одним или несколькими излучающими диодами, при этом выход блока питания электрически связан с входом излучателя, теплообменник и установленный между металлическим основанием и теплообменником термоэлектрический элемент. В связи с раздельной компоновкой составных частей такой лазер имеет большой занимаемый объем. Задачей полезной модели является уменьшение занимаемого лазером объема. Предложен лазер, содержащий блок питания, включающий печатную плату и радиатор с радиоэлементами, и излучатель, включающий активный элемент, металлическое основание с установленными на нем в качестве источника оптической накачки одним или несколькими излучающими диодами, при этом первый выход блока питания электрически связан с первым входом излучателя. Новизна состоит в том, что в лазере излучатель дополнительно содержит термодатчик,выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройство нагревания 2 72682011.04.30 активного элемента, выполненное в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания, в качестве металлического основания используется металлический корпус излучателя, имеющий плоскую наружную посадочную поверхность и параллельную ей первую плоскую внутреннюю поверхность, металлический корпус выполнен с поперечным бортом, содержащим параллельную плоской наружной посадочной поверхности вторую плоскую внутреннюю поверхность, на которой установлены радиатор с радиоэлементами и металлическая пластина устройства нагревания активного элемента, а печатная плата с одного конца прикреплена к радиатору с радиоэлементами, а с другого конца прикреплена к поперечному борту, активный элемент расположен между металлической пластиной устройства нагревания активного элемента и первой плоской внутренней поверхностью металлического корпуса, в поперечном борте выполнена ниша, открытая со стороны второй плоской внутренней поверхности металлического корпуса и имеющая плоскую внутреннюю поверхность, параллельную плоской наружной посадочной поверхности металлического корпуса, при этом термодатчик установлен в нише с тепловым контактом с плоской внутренней поверхностью ниши. Активный элемент лазера может быть выполнен в виде активного волоконного световода. Печатная плата может быть прикреплена к поперечному борту через промежуточные элементы. Обращенная к активному элементу поверхность металлической пластины устройства нагревания активного элемента может быть выполнена с лакокрасочным покрытием. Тепловой контакт термодатчика с плоской внутренней поверхностью ниши может быть выполнен через промежуточные элементы. Дополнительное введение в излучатель лазера термодатчика, выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройства нагревания активного элемента, выполненного в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания, позволяет установить оптимальный температурный режим активного элемента для получения максимальных энергетических характеристик лазера, и таким образом, уменьшить время установления энергетических характеристик лазера при работе его при температуре окружающей среды ниже 0 С. Использование в качестве металлического основания металлического корпуса излучателя, имеющего плоскую наружную посадочную поверхность и параллельную ей первую плоскую внутреннюю поверхность, позволяет, во-первых, отводить при работе на металлический корпус излучателя тепло от одного или нескольких излучающих диодов накачки, во-вторых, установить излучатель плоской наружной посадочной поверхностью на плоскую наружную посадочную поверхность изделия применения, в-третьих, уменьшить объем, занимаемый излучателем лазера. Выполнение металлического корпуса с поперечным бортом, содержащим параллельную плоской наружной посадочной поверхности вторую плоскую внутреннюю поверхность, на которой установлены радиатор с радиоэлементами и металлическая пластина устройства нагревания активного элемента, и крепление печатной платы с одного конца к радиатору с радиоэлементами, а с другого конца к поперечному борту, расположение активного элемента между металлической пластиной устройства нагревания активного элемента и первой плоской внутренней поверхностью металлического корпуса позволяют уменьшить объем, занимаемый лазером. Выполнение в поперечном борте металлического корпуса ниши, открытой со стороны второй плоской внутренней поверхности металлического корпуса и имеющей плоскую внутреннюю поверхность, параллельную плоской наружной посадочной поверхности ме 3 72682011.04.30 таллического корпуса, установка термодатчика в нише с тепловым контактом с плоской внутренней поверхностью ниши позволяют уменьшить объем, занимаемый лазером. Возможный вариант выполнения лазера с активным элементом в виде активного волоконного световода позволяет эффективно использовать объем излучателя лазера и уменьшить объем, занимаемый лазером. Возможный вариант выполнения лазера с креплением печатной платы к поперечному борту через промежуточные элементы позволяет эффективно использовать объем излучателя лазера, применив в качестве промежуточных элементов элементы конструкции излучателя лазера. Возможное выполнение в лазере обращенной к активному элементу поверхности металлической пластины с лакокрасочным покрытием позволяет увеличить излучательную способность устройства нагревания и, таким образом, способствует уменьшению времени установления оптимального температурного режима активного элемента, тем самым способствует уменьшению времени установления энергетических характеристик лазера при работе его при температурах ниже 0 С. Возможное выполнение в лазере теплового контакта термодатчика с плоской внутренней поверхностью ниши через промежуточные элементы позволяет обеспечить тепловой контакт термодатчика с металлическим корпусом во всем диапазоне эксплуатационных температур. Полезная модель поясняется чертежом. На фигуре представлена схема лазера. Лазер содержит блок питания 1, включающий печатную плату 2 и радиатор 3 с радиоэлементами (не показаны), и излучатель 4, первый вход которого электрически связан с первым выходом блока питания 1. Излучатель 4 включает активный элемент 5, изготовленный из алюминия металлический корпус 6 (использующийся в качестве металлического основания), 4 излучающих диода 7 (показаны 2 диода) в качестве источника оптической накачки, устройство нагревания активного элемента 5, выполненное в виде металлической пластины 8 с установленными на ней двумя электрическими нагревательными элементами 9,в качестве которых используются активные сопротивления, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания 1, термодатчик 10, выход которого электрически связан с входом блока питания 1, предназначенный для выдачи сигнала,пропорционального температуре окружающей среды. Металлический корпус 6 излучателя 4 имеет плоскую наружную посадочную поверхность 11 и параллельную ей первую плоскую внутреннюю поверхность 12 и выполнен с поперечным бортом 13, содержащим параллельную плоской наружной посадочной поверхности 11 вторую плоскую внутреннюю поверхность 14, на которой установлены радиатор 3 с радиоэлементами и металлическая пластина 8 устройства нагревания активного элемента 5, а печатная плата 2 с одного конца винтом 15 через шайбу 16 прикреплена к радиатору 3 с радиоэлементами, а с другого конца винтом 17 через промежуточный элемент 18 (цилиндр из непроводящего материала) прикреплена к второй плоской внутренней поверхности 14 поперечного борта 13. В поперечном борте 13 выполнена ниша 19, открытая со стороны второй плоской внутренней поверхности 14 металлического корпуса 6 и имеющая плоскую внутреннюю поверхность 20, параллельную плоской наружной посадочной поверхности 11 металлического корпуса 6, при этом термодатчик 10 установлен на пластине 21 в нише 19 с тепловым контактом с плоской внутренней поверхностью 20 ниши 19. Пластина 21 закреплена на второй плоской внутренней поверхности 14 металлического корпуса 6. Возможно выполнение теплового контакта термодатчика 10 с плоской внутренней поверхностью 20 ниши 19 через промежуточные элементы, например прокладки из теплопроводящего материала. Активный элемент 5 в виде активного волоконного световода расположен между металлической пластиной 8 устройства нагревания активного элемента 5 и первой плоской 4 72682011.04.30 внутренней поверхностью 12 металлического корпуса 6. При этом обращенная к активному элементу 5 поверхность 22 металлической пластины 8 выполнена с лакокрасочным покрытием. Лазер работает следующим образом. Блок питания 1 обеспечивает электрический ток накачки излучающих диодов 7 и электрический ток через активные сопротивления 9 устройства нагревания активного элемента 5. Излучение излучающих диодов 7 накачивает активный элемент 5 в виде активного волоконного световода. Излучение генерации лазера выходит через конец активного волоконного световода с полупрозрачным зеркалом. В процессе работы часть электрической мощности, потребляемой излучающими диодами 7, переходит в тепловую. Излучающие диоды 7 нагреваются, тепло их кондуктивным путем переходит в металлический корпус 6 излучателя 4, который в свою очередь рассеивает его в окружающее пространство, а через плоскую наружную посадочную поверхность 11 передает его на изделие, на котором установлен лазер. Радиатор 3 с радиоэлементами передает тепло от радиоэлементов металлическому корпусу 6 излучателя 4,который в свою очередь рассеивает его в окружающее пространство. При температуре окружающей среды ниже 0 С по сигналу, поступающему с термодатчика 10, блок питания 1 обеспечивает электрический ток через нагревательные элементы 9, которые нагревают металлическую пластину 8, дополнительно нагревающую в свою очередь активный элемент 5. В связи с нагреванием активного элемента 5 как излучением накачки, так и устройством нагревания активного элемента, уменьшается время установления оптимального температурного режима активного элемента 5, соответственно, уменьшается время установления энергетических характеристик лазера. Таким образом, обеспечивается уменьшение времени установления энергетических характеристик лазера при работе его при температуре окружающей среды ниже 0 С. В связи с компактным расположением блока питания 1 и излучателя 4, в котором компактно расположены активный элемент 5, излучающие диоды 7, устройство нагревания активного элемента 5, термодатчик 10, созданная конструкция обеспечивает уменьшение занимаемого лазером объема. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5