波前分割单路输出板条激光器谐振腔的制作方法

本发明属于激光和光学设计技术领域，具体涉及一种板条激光器谐振腔。

背景技术：

板条激光器解决了固体激光器自身的热畸变问题，但其性能并没有预期的好，因此，自20世纪70年代以来，有很多的文章及专利报导，对板条激光器的泵浦、冷却方式、聚光腔以及光学谐振腔等提出了一些具体解决方法和改进措施。

常规的板条激光器平行平面谐振腔输出镜为全反镜，或者在其腔内加一个有一定倾斜角度的反射镜，采用线光源输出方式。本发明的板条激光器谐振腔反射镜利用垂直平面和斜面结合的方式，利用波前分割法，实现了点光源输出。

技术实现要素：

本发明的板条激光器谐振腔目的利用全反镜对波前进行分割，实现可调谐的输出形式，使板条激光器拥有良好的转换效率和输出模式。

本发明采用的技术方案为波前分割单路输出板条激光器谐振腔，该板条激光器谐振腔包括反射镜1、激光晶体2、全反镜3、第一激光二极管泵浦模块8和第二激光二极管泵浦模块9。

激光晶体2设置在反射镜1和全反镜3之间，反射镜1的外侧设有第一激光二极管泵浦模块8，全反镜3的外侧设有第二激光二极管泵浦模块9。

反射镜1上镀有第二高反膜5和第一高反膜4，第二高反膜5和第一高反膜4相交于第一分界线6，第二高反膜5与第一分界线6角度为第一分界线6和第二分界线7的垂直距离不影响激光的输出。第一激光二极管泵浦模块8和第二激光二极管泵浦模块9分别从两端位置端面泵浦激光晶体2。

第一分界线6设置在谐振腔中心线以上，将反射镜1面向腔内一侧水平分为两部分，分别为第一高反膜4和第二高反膜5，第二分界线7为激光晶体2靠近反射镜1一侧的上边线。

反射镜1的第二高反膜5和第一高反膜4镀有相同反射率，其中经过第一高反膜4、激光晶体2以及全反镜3的光束在腔内产生谐振；而经过第二高反膜5的光束被反射，作为输出。

第一激光二极管泵浦模块8从激光晶体2端面泵浦，经过反射镜1的第一高反膜4，而不经过第二高反膜5。

第二激光二极管泵浦模块9从激光晶体2的端面泵浦，经过全反镜3。

反射镜1的第一高反膜4及第二高反膜5的第一分界线6在中心线以上，保证有足够的光通过第一高反膜4发生谐振，同时有部分光经过第二高反膜5输出。

激光晶体2与全反射镜1的距离在满足热稳区条件下，尽量靠近反射镜1，使光斑尺寸较大。

激光晶体2与全反射镜1的距离不影响经过第二高反膜5平面的光束输出。

附图说明

图1为板条激光器谐振腔示意图。

图2为谐振腔内光斑半径随位置的变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图内容，详细介绍发明内容：

图1为板条激光器谐振腔示意图，包括：反射镜1，激光晶体2，全反镜3，第一激光二极管泵浦模块8和第二激光二极管泵浦模块9。整个谐振腔形状为平平腔，腔外含有第一激光二极管泵浦模块8和第二激光二极管泵浦模块9。利用第一激光二极管泵浦模块8、第二激光二极管泵浦模块9及激光晶体2在腔内形成1064nm激光，激光分为两部分，一部分光经第一高反膜4产生谐振，另一部分光通过反射镜1的第二高反膜5反射输出。

反射镜1为K9玻璃平面镜切割而来，光学镜片基片尺寸长为15mm，宽为13mm，厚度为3mm。以边缘厚度为1mm从6.8mm处切割，第二高反膜5的第一分界线6与第二分界线7距离为0.2mm，大约为72.12°。采用两面镀膜方式，面向腔内一侧的第一高反膜4和5镀有0°入射的1064nm波长反射膜，反射率大于99.8％，面向腔外一侧镀有0°入射808nm高透膜，透过率大于95％。

激光晶体2是Nd：YVO4，长为12mm，宽为10mm，厚度为1mm，两个通光端面镀有1064nm增透膜，对激光晶体2采用循环液体(去离子水)冷却，抑制Nd：YVO4的热透镜效应，提高输出功率稳定性和光束质量，冷却水温度设置在20℃。

全反镜3为K9玻璃平面镜，光学镜片基片尺寸长为15mm，宽为13mm，厚度3mm。采用两面镀膜方式，面向腔内一侧镀有0°入射的1064nm反射膜，反射率大于99.8％，面向腔外一侧镀有0°入射808nm高透膜，透过率大于95％。

利用软件模拟谐振腔内光斑半径随位置的变化，令腔长(约等于热焦距)为405mm，满足热稳区条件下，靠近反射镜1处光斑比较大。取激光晶体2距反射镜1为110mm，距全反镜3为295mm，利用MATLAB模拟光斑大小如图2。

采用功率为150W的808nm作为第一激光二极管泵浦模块8和第二激光二极管泵浦模块9，第一激光二极管泵浦模块8从反射镜1第一高反膜4的外侧泵浦激光晶体2，第二激光二极管泵浦模块9从全反镜3的外侧泵浦激光晶体2。