定义
用于冷却高功率激光器的设备。
特别是在高功率激光器中，由于泵浦功率不完全转换为光输出功率，特别是在激光增益介质中会产生大量热量。 在二极管泵浦激光器的情况下，使用的激光二极管也会产生热量。 为了避免温度过高，这可能会降低性能甚至损坏激光器，必须从设备中去除热量。 为此，可以使用用于主动冷却的特殊激光冷却装置。
例如，用于激光焊接和切割的大型高功率激光器需要特别强大的冷却器。 这包括固态激光器和气体激光器，例如CO2激光器。通常，所需的冷却能力不仅取决于产生的激光功率，还取决于系统的墙插效率：系统效率越低，产生的热量就越多。
对于低功率激光器，被动冷却（例如通过连接的散热器和/或空气对流）通常就足够了。 在某些情况下，冷却由热电冷却器（帕尔贴冷却器）辅助，该冷却器将热量从激光器“泵送”到散热器或散热器。 后者仅在足够高的温度下才足够有效。
独立的冷却装置
为了处理高热功率，人们通常使用单独的激光冷却装置，这些装置通常为实际的激光设备提供或多或少稳定且不太高的温度的冷却水流，同时在升高的温度水平下取回水。 这种冷却装置通常放置在轮子上，因此它们可以相对容易地在房间内移动。 它们需要通过或多或少的柔性水管连接到激光器，也可能连接到外部供水系统，并连接到电网 - 通常使用用于三相交流电源的粗电缆。
多余的热量可以通过不同的方式去除，例如使用自来水流，但这可能导致显着的运营成本。 通常使用闭环水循环系统，其中包含冷却器，热交换器和通风器，将热量散发到外部空气中，或者对于低冷却功率，有时是房间内的空气。 冷水机是一种类似于家用冰箱（一种热泵）中使用的设备，但通常功能更强大。 尽管冷水机组和所需水泵的电力消耗通常很大，但循环冷水机组系统的运营成本通常低于消耗自来水的系统。
在某些情况下，激光冷却装置可以将多余的热量丢弃在建筑物的中央冷却系统中。 其主要功能是为激光器提供所需流量和温度的冷却水，而不受中央系统温度波动的影响。
远程激光冷却装置的冷却能力可能达到几千瓦、几十千瓦甚至更高。 对于某些设备，可以组合其中的几个以获得更高的冷却能力。 但是，需要采取适当的预防措施，将冷却负荷正确分布在多个设备上。
原则上，人们还可以通过将产生的热量送入建筑物的供暖系统来重复使用，例如，为了节省能源。 但是，到目前为止，这种情况相对较少发生，主要是因为连接设备的困难。
在某些情况下，激光冷却装置仅向激光器提供过滤后的冷空气，并可能为其电源提供过滤后的冷空气。
各种重要方面
温度稳定性
特别是在使用激光二极管时，保持稳定的冷却温度通常很重要，因为这会影响发射波长。 通常，激光二极管的温度系数约为 0.3 nm/K，因此温度变化几个开尔文可能会使发射波长改变 1 nm 以上。 鉴于某些激光晶体的泵浦吸收带宽较小，这可能导致泵浦吸收减少，从而导致激光功率严重下降。 在这种情况下，可能需要仔细优化冷却水的温度，以实现激光器的最佳输出功率。光纤激光器在这方面的要求要低得多，因为它们的泵浦吸收带宽很大。
当发现冷却水流量和/或其温度不合适时，可以使用联锁系统自动关闭激光器。
振动
激光冷却装置通常会产生大量振动，这可能会干扰激光系统或其周围其他设备的运行。 有时，这种冷却装置因此在单独的房间内运行，这也使得在对冷却系统进行维护时更容易保持激光室清洁。 一定程度的振动可以通过激光器和冷却装置之间的水管传递，但这种影响可以最小化。
冷却水的化学特性，避免腐蚀和堵塞
冷却水的适当化学特性对于激光系统的长使用寿命至关重要！
为了激光器的可靠长期运行，需要的不仅仅是具有足够高流量和稳定温度的可靠冷却水供应。 特别是，有必要保持水的调节，以使整个冷却系统保持功能。 例如，如果水的化学成分不合适，则可能会有腐蚀过程降解系统中的各种材料。 因此，小颗粒可能随着水流而移动，最终沉积在冷却系统的精细结构中，从而逐渐降低冷却部件与冷却水的热接触。 在这方面特别敏感的是微通道冷却器，因为它们非常小的通道很容易被适量的颗粒堵塞。
请注意，如果某些激光二极管比其他半导体激光管更热，则可能已经存在问题，因此整体发射光谱变得更宽，并且在任何冷却水温度下都不再可能完全吸收泵。
重要的是要知道，当系统中使用不同金属的不适当组合时，可能会发生某些电化学腐蚀过程。 因此，某个激光器冷却单元可能绝对适用于一个特定的激光器，而当应用于另一个激光器时会导致逐渐退化。
为了避免此类问题，重要的是要确保激光冷却系统完全符合制造商的规格，否则制造商可能会拒绝承担缺陷责任。 （为避免责任问题，理想情况下，冷却装置应由与激光器相同的制造商提供。 冷却水规格可能包括允许压力范围、所需的水流量和温度、pH 值和水的盐含量等方面。
低温冷却
低温激光器需要特殊的激光冷却装置，工作温度特别低。 普通的冷水机通常是不够的；例如，可以使用特殊的斯特林冷却器来达到低于 100 开尔文的温度。 另一方面，此类设备的冷却功率通常相当小。
