专利名称：激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于激光技术领域，具体涉及到激光倍频固体激光器。
现有的倍频固体激光器倍频器的输出光还需要另外一个透镜进行准直，此外激光晶体和倍频晶体的热透镜对激光输出影响较大，而且散热器的体积较大，它存在于结构复杂、体积大、散热效率大、光-光转换率低等缺点。
本实用新型的目的在于克服上述倍频固体激光器的缺点，提供一种体积小、效率高、结构紧凑、工作安全可靠的激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它包括用于安装零部件的壳体。它包括设置在壳体内安装板上的左半导体激光器和右半导体激光器用作泵浦光源。它包括设置在安装板上左半导体激光器与右半导体激光器之间同一条光轴可产生红外激光且在其光轴方向的外侧涂或镀有导热层、外侧设有散热器的激光晶体。它包括设置在安装板上激光晶体左侧且安装在二维调整架上同一条光轴可反射或通过光的左双色反射镜和右侧安装在二维调整架上同一条光轴可反射或通过光的右双色反射镜，其中左双色反射镜与水平面的正向夹角θ为30°≤θ≤45°。它包括设置在安装板上左半导体激光器与左双色反射镜之间同一条光轴对泵浦光进行耦合且通过光导纤维与左半导体激光器连接的左耦合器。它包括设置在安装板上右半导体激光器与右双色反射镜之间同一条光轴对泵浦光进行耦合且通过光导纤维与右半导体激光器连接的右耦合器。它包括设置在壳体内安装板上将红外激光变为绿色激光且在光轴方向的外侧面涂或镀有导热层、外侧设有散热器的倍频激光晶体。它还包括设置在安装板上倍频激光晶体左侧的双色反射端镜和右侧的双色输出准直镜，其中双色输出准直镜为凹凸透镜，其凹面的曲率半径为150～300mm、凸面的曲率半径为32.10～63.68mm。
本实用新型的左双色反射镜、右双色反射镜为平面镜、双色反射端镜为凹面镜，在左双色反射镜和右双色反射镜面向激光晶体的一面涂或镀有双色膜、反面涂或镀有增透膜，在双色反射端镜的正面和反面涂或镀有双色膜，在双色输出准直镜的凸面涂或镀有增透膜、凹面涂或镀有双色膜。
本实用新型的双色膜为二氧化钛或二氧化锆镀层上复盖二氧化硅镀层，在二氧化硅镀层上再复盖二氧化钛或二氧化锆镀层，交替蒸镀25～30层；所说的增透膜为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛交替蒸镀4～6层。
本实用新型的导热层为铟或银粉或金涂镀层。
本实用新型的散热器为散热水套，该散热水套通过管道与自来水管或水泵相联通。
本实用新型与现有的激光器相比，采用了热不敏腔结构，工作稳定性好。采用凹凸透镜作为倍频聚集和光束准直，使倍频聚集作用和准直作用集一个光学元件之中。有效地实现可见绿光运转。它具有体积小、效率高、结构紧凑、工作安全可靠等优点，可在激光医学诊断、光学信息存储、彩色显示以及作为掺钛蓝宝石调谐激光器的泵浦源等行业推广使用。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是激光晶体的结构示意图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在图1、2中，在壳体15内安装板14的左端安装有左半导体激光器1、右端安装有右半导体激光器10，左半导体激光器1和右半导体激光器10位于水平平面内同一条光轴上，左半导体激光器1和右半导体激光器10用作泵浦源。在左半导体激光器1与右半导体激光器10的中间同一条光轴安装板14上安装有激光晶体6，激光晶体6用于产生红外激光，在激光晶体6的上、下、前、后侧面涂有金粉导热层，也可涂银粉或铟，在激光晶体6光轴方向外侧套装有散热水套16，散热水套16通过导管与自来水龙头相联通或与水泵相联通，散热水套16用于对激光晶体6散热。在左半导体激光器1与激光晶体6之间安装板14上安装二维调整架4，二维调整架4上安装有左双色反射镜5，左双色反射镜5与左半导体激光器1和右半导体激光器10位于同一条光轴，左双色反射镜5可通过泵浦光和反射红外光，调整二维调整架4的角度，可改变左双色反射镜5与水平面的夹角，本实施例的左双色反射镜5与水平面的夹角θ为30°。在激光晶体6与右半导体激光器10之间安装板14上安装有二维调整架4，二维调整架4上安装有右双色反射镜7，右双色反射镜7与左半导体激光器1和右半导体激光器10位于同一条光轴上，右双色反射镜7可通过泵浦光和反射红外光。在左半导体激光器1与左双色反射镜5之间同一条光轴安装板14上安装有左耦合器3，左耦合器3通过光导纤维2与左半导体激光器1相连接，本实施例的光导纤维2用19根光导纤维捆扎成束，左半导体激光器1所产生泵浦源经光导纤维2传输到左耦合器3，耦合进入激光晶体6。在右半导体激光器10与右双色反射镜7之间同一条光轴安装板14上安装有右耦合器8，右耦合器8通过光导纤维9与右半导体激光器10相连接。本实用新型的右半导体激光器10与左半导体激光器1、光导纤维9与光导纤维2、右耦合器8与左耦合器3的结构与工作原理完全相同。
在壳体15内安装板14上安装有倍频激光晶体12，倍频激光晶体12的光轴与激光晶体6的光轴相平行，倍频激光晶体12用于将红外激光变为绿色的可见激光。
在倍频激光晶体12的上、下、前、后侧面涂有导热层，在倍频激光晶体12光轴方向外侧套装有散热水套，散热水套通过导管与自来水龙头或水泵相联通，导热层和散热水套与激光晶体6的导热层和散热水套16完全相同。在安装板14倍频激光晶体12的左侧同一光轴安装有双色反射端镜13、右侧安装有双色输出准直镜11。
本实施例的左双色反射镜5、右双色反射镜7为平面镜，双色反射端镜13为凹面镜，双色输出准直镜11为凹凸镜，左双色反射镜5和右双色反射镜7面向激光晶体6的一面镀有二氧化钛、二氧化硅双色膜，交替蒸镀25层，反面镀二氧化钛、二氧化硅和三氧化二铝增透膜，交替蒸度4层。本实施例的双色反射端镜13的曲率半径为50mm，在双色反射端镜13的正面和反面镀有双色膜，双色膜的材料和层数与左双色反射镜5镀的双色膜完全相同。双色输出准直镜11的凹面曲率半径为150mm、凸面曲率半径为32.10mm，凸面镀有增透膜、凹面镀有双色膜，增透膜的材料和层数、双色膜的材料和层数与左双色反射镜5镀的增透膜和双色膜完全相同。
设计人给出了本实用新型的第二个实施例。在本实施例中，左双色反射镜5与水平面的正向夹角θ为45°，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第三个实施例。在本实施例中，左双色反射镜5与水平面的正向夹角θ为40°，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第四个实施例。在本实施例中，双色输出准直镜11的凹面曲率半径为300mm、凸面曲率半径为63.68mm，在左双色反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13和双色输出准直镜11外表面镀的双色膜为二氧化锆和二氧化硅镀层，交替蒸镀30层、其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第五个实施例。在本实施例中，双色输出准直镜11的凹面曲率半径为225mm、凸面曲率半径为47.89mm，在左双色反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13和双色输出准直镜11镀的双色膜所用的材料与第一个实施例相同，交替蒸镀27层，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第六个实施例。在本实施例中，在左双色反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13和双色输出准直镜11镀的双色膜所用的材料与第一个实施例相同，交替蒸镀30层，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第七个实施例。在本实施例中，在左双色反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13和双色输出准直镜11表面镀的增透膜镀层，增透层的材料与第一个实施例相同，交替蒸镀6层，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第八个实施例。在本实施例中，在左双色反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13、双色输出准直镜11交替蒸镀5层，增透膜镀层所用材料、其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
本实用新型的工作原理如下本实用新型由左半导体激光器1、右半导体激光器10、激光晶体6、左双色的反射镜5、右双色反射镜7、双色反射端镜13、双色输出准直镜11构成激光谐振腔，当各元件的性能参数符合设计要求时，在激光谐振腔内产生高强度激光振荡，在谐振腔内安装倍频晶体12，当各元件调节到最佳位置时，本发明可输出高功率倍频激光，光-光转换效率可达25％。
权利要求1.一种激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器，其特征在于它包括用于安装零部件的壳体(15)；设置在壳体(15)内安装板(14)上的左半导体激光器(1)和右半导体激光器(10)用作泵浦光源；设置在安装板(14)上左半导体激光器(1)与右半导体激光器(10)之间同一条光轴可产生红外激光且在其光轴方向的外侧涂或镀有导热层、外侧设有散热器的激光晶体(6)；设置在安装板(14)上激光晶体(6)左侧且安装在二维调整架(4)上同一条光轴可反射或通过光的左双色反射镜(5)和右侧安装在二维调整架(4)上同一条光轴可反射或通过光的右双色反射镜(7)，其中左双色反射镜(5)与水平面的正向夹角θ为30°≤θ≤45°；设置在安装板(14)上左半导体激光器(1)与左双色反射镜(5)之间同一条光轴对泵浦光进行耦合且通过光导纤维(2)与左半导体激光器(1)连接的左耦合器(3)；设置在安装板(14)上右半导体激光器(10)与右双色反射镜(7)之间同一条光轴对泵浦光进行耦合且通过光导纤维(9)与右半导体激光器(10)连接的右耦合器(8)；它包括设置在壳体(15)内安装板(14)上将红外激光变为绿色激光且在光轴方向的外侧面涂或镀有导热层、外侧设有散热器的倍频激光晶体(12)；它还包括设置在安装板(14)上倍频激光晶体(12)左侧的双色反射端镜(13)和右侧的双色输出准直镜(11)，其中双色输出准直镜(11)为凹凸透镜，其凹面的曲率半径为150～300mm、凸面的曲率半径为32.10～63.68mm。
2.按照权利要求1所述的激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器，其特征在于所说的左双色反射镜(5)、右双色反射镜(7)为平面镜、双色反射端镜(13)为凹面镜，在左双色反射镜(5)和右双色反射镜(7)面向激光晶体(6)的一面涂或镀有双色膜、反面涂或镀有增透膜，在双色反射端镜(13)的正面和反面涂或镀有双色膜，在双色输出准直镜(11)的凸面涂或镀有增透膜、凹面涂或镀有双色膜。
3.按照权利要求2所述的激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器，其特征在于所说的双色膜为二氧化钛或二氧化锆镀层上复盖二氧化硅镀层，在二氧化硅镀层上再复盖二氧化钛或二氧化锆镀层，交替蒸镀25～30层；所说的增透膜为二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛交替蒸镀4～6层。
4.按照权利要求1所述的激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器，其特征在于所说的导热层为铟或银粉或金涂镀层。
5.按照权利要求1所述的激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器，其特征在于所说的散热器为散热水套(16)，该散热水套通过管道与自来水管或水泵相联通。
专利摘要一种激光二极管泵浦高功率腔内倍频固体激光器,它包括:壳体、安装板上的左半导体激光器和右半导体激光器、激光晶体、二维调整架、左双色反射镜、右双色反射镜、光导纤维、左耦合器、右耦合器、双色反射端镜、双色输出准直镜。本实用新型具有体积小、效率高、结构紧凑、工作安全可靠等优点,可在激光医学诊断、光学信息存储、彩色显示以及作为掺钛蓝宝石调谐激光器的泵浦源等行业推广使用。
文档编号H01S3/00GK2461181SQ0121295
公开日2001年11月21日 申请日期2001年1月19日 优先权日2001年1月19日
发明者陈国夫, 白晋涛, 王贤华 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所