本实用新型公开一种模式转换器及其冷却结构,包括:第一冷却结构,包括套设在模式转换器外侧的环形冷却套,所述环形冷却套为双层结构,双层结构之间具有用于介质流通的空腔,侧边设置有与所述空腔连通的冷却套出口和冷却套入口;第二冷却结构,包括安装于模式转换器外侧的散热装置;本实用新型通过在模式转换器外侧套设双层结构的环形冷却套,介质从下方的冷却套入口进入,从上方的冷却套出口排出,起到对模式转换器额壳体及其内部石英玻璃板、O型圈等零部件的散热,优化了金刚石膜的生长条件,延长了O型圈和石英玻璃板的使用寿命,提高了微波等离子体化学气相沉积设备运行的稳定性。