专利名称：含柱透镜的激光谐振腔的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种含柱透镜的激光谐振腔，适用于各种x、y方向发散角不同的激光器输出光束质量的改善。
背景技术：
在先技术中，为了大面积地接收泵浦光，以提高泵浦光效率常常是在激光工作介质的横向的一个侧面进入泵浦光，这就产生了激光工作介质输出的激光束在x、y方向发散角不同。为改善其光束质量，是将柱透镜置于激光谐振腔外(参见在先技术[1]胡文涛等人发表的“二极管激光侧面泵浦NdYAG的色心调Q激光器”，《中国激光》，第21卷第9期，1994.1.10)，使光束在某些位置上x、y二方向上发散角一致。但不能保证这种结构在整个传输过程中x、y二个方向上发散角始终一致，这给实际应用带来不方便。在先技术中改善光束发散角常用小孔光栏置于激光谐振腔内，可以达到x、y方向发散角基本一致，但能量损耗较大。
发明内容
本发明为了克服在先技术中的不足，在激光谐振腔内，激光工作介质的两端分别放置第一柱透镜和第二柱透镜。两柱透镜的焦斑是线状的。两柱透镜的焦线焦在激光工作介质内，相互平行并垂直于激光工作介质的纵向光轴。因此，两柱透镜的作用压缩了激光工作介质输出激光光斑的长方向(x方向)，使其输出的激光光斑在长短方向上(x，y方向)基本上接近，使椭圆光斑变为圆形光斑输出。
本发明的激光谐振腔的具体结构如图1所示。包括部分反射镜1，凹面全反射镜6，由部分反射镜1和凹面全反射镜6构成的激光谐振腔8。在激光谐振腔8内置有激光工作介质3，在激光工作介质3与部分反射镜1之间同中心光轴OO’地置有第一柱透镜2。在激光工作介质3与凹面全反射镜6之间，同中心光轴OO’地置有第二柱透镜5。第一柱透镜2和第二柱透镜5的焦点都焦在激光工作介质3内。第一柱透镜2和第二柱透镜5的焦斑都是线状的，它们的焦线在激光工作介质3内相互平行并垂直于激光工作介质3的纵向中心轴线OO’。在激光工作介质3的横向的一个侧面进入泵浦光7。在激光工作介质3相对于进入泵浦光7的另一侧面置有平面全反射镜4。在平面全反射镜4的反射面上镀有对泵浦光7波长全反射薄膜。当泵浦光7进入激光工作介质后，透过激光工作介质3的那部分光束，再由平面全反射镜4反射回到激光工作介质3内，以提高泵浦光7的利用率。
所说的第一柱透镜2和第二柱透镜5的透光表面均镀有对激光工作介质3发射激光波长透过的增透射薄膜。
所述的激光谐振腔7可以是稳定激光谐振腔或非稳定激光谐振腔；激光工作介质3是长形的固体(例如晶体或玻璃)或气体(例如准分子气体)；两柱透镜可以是由玻璃或石英等材料构成。
当泵浦光7由激光工作介质3横向的一个侧面进入激光工作介质3内，泵浦激光工作介质3受激发射，在激光谐振腔8内产生激光振荡，由于第一柱透镜2和第二柱透镜5的作用使振荡的激光束在横截面上的长方向(x方向)上受到压缩，因此由部分反射镜1输出的激光光斑近圆形光斑，在x、y两方向的发散角近似相同。
本发明激光谐振腔的结构适用各种x、y方向发散角不同的各类激光器中。
综上所述，本发明提供了一种结构简单，安装、调节方便，易于实现的腔内柱透镜激光谐振腔，用以改善x、y方向发散角不一致的激光器的输出光束质量。通过使用腔内柱透镜的结构以达到在整个传输过程中x、y方向发散角基本一致的输出效果。
图1为本发明含柱透镜的激光谐振腔的结构示意图。
具体实施例方式如图1所示的结构。泵浦光7采用激光二极管(简称LD)，激光工作介质3为掺钕钇铝石榴石晶体(NdYAG)，长度为10mm。部分反射镜1为50％透过率的透镜，凹面全反射镜6的反射面镀了对NdYAG产生激光波长的全反膜，焦距为700mm。部分反射镜1和镀了全反膜的凹面全反射镜6构成激光谐振腔8。第一柱透镜2的焦距为35mm距部分反射镜1为10mm，距激光工作介质3为30mm，焦距为17mm的第二柱透镜5距激光工作介质3为13mm，距凹面反射镜6为115mm，凹面反射镜6曲面半径为700mm。第一柱透镜2和第二柱透镜5的透光表面均镀有对激光工作介质3(NdYAG)输出激光波长为1.06μm的全透过的增透膜。
最后在部分反射镜1输出的激光束的光斑近圆形，比激光谐振腔8内没有置放两柱透镜2，5所输出的激光束的光斑圆，比激光谐振腔8内没有置放两柱透镜2，5所输出的激光束光斑，在x方向上压缩了6～7倍。
权利要求
1.一种含柱透镜的激光谐振腔，包括部分反射镜(1)，凹面全反射镜(6)，由部分反射镜(1)和凹面全反射镜(6)构成的激光谐振腔(8)，在激光谐振腔(8)内置放的激光工作介质(3)，在激光工作介质(3)的横向一个侧面进入泵浦光(7)，在激光工作介质(3)相对于进入泵浦光(7)的另一侧面置有平面全反射镜(4)，其特征在于在激光谐振腔(8)内，在激光工作介质(3)与部分反射镜(1)之间同中心光轴(OO’)地置有第一柱透镜(2)，在激光工作介质(3)与凹面全反射镜(6)之间同中心光轴(OO’)地置有第二柱透镜(5)，第一柱透镜(2)和第二柱透镜(5)的焦点都焦在激光工作介质(3)内，并且第一柱透镜(2)的焦线和第二柱透镜(5)的焦线焦在激光工作介质(3)内相互平行并垂直于激光工作介质(3)的纵向中心光轴(OO’)。
2.根据权利要求1所述的含柱透镜的激光谐振腔，其特征在于所说的第一柱透镜(2)和第二柱透镜(5)的透光表面均镀有对激光工作介质(3)发射激光波长透过的增透射薄膜。
全文摘要
一种含柱透镜的激光谐振腔，由部分反射镜和凹面全反射镜构成的激光谐振腔内，置有激光工作介质。由激光工作介质横向的一个侧面进入泵浦光。在激光工作介质的两端分别同中心光轴地置放两柱透镜。两柱透镜的焦线焦在激光工作介质内，相互平行并垂直于激光工作介质的纵向中心光轴。在激光谐振腔内产生激光，由于两柱透镜的作用，使激光束发散角在长方向上受到压缩，因此，由部分反射镜输出的激光光斑变成近圆斑。与在先技术相比，本发明的激光谐振腔不仅改善了光束的发散角，提高了光束质量，同时对激光功率减小较少，结构简单，安装和调整方便，实用性较强。
文档编号H01S3/08GK1402389SQ0213685
公开日2003年3月12日 申请日期2002年9月6日 优先权日2002年9月6日
发明者楼祺洪, 董景星, 马海霞, 魏运荣, 叶震寰 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所