专利名称：单侧泵浦全固化YbYAG条外腔激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉激光领域，具体涉及全固化Yb:YAG激光器，它应用在激光技术、激光生物学、激光医学、环境光学、激光加工等方面。
背景技术：
全固化Yb:YAG激光器具有体积小、寿命长、机构紧凑等优点，Yb:YAG晶体的激光上能级寿命较长，约1毫秒，在940nm有强的吸收峰，适合二极管泵浦，Yb:YAG激光晶体为三能级激光晶体，具有热效应小、导热率较高、高掺杂等特点。现在已经有同轴和测泵浦的Yb:YAG激光器；但由于940nm与1030nm的光谱间隔不大，对镀同时对1030nm全反射和940nm增透射的高质量膜难度较大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种单侧泵浦全固化Yb:YAG条外腔激光器。使二极管泵浦的激光晶体表面与激光器的激光光路分离，获得全固化Yb:YAG连续激光输出。
本实用新型是这样实现的单侧泵浦全固化Yb:YAG条外腔激光器，包括二极管泵浦源，耦合匹配透镜机构，光纤，Yb:YAG激光晶体及其冷却机构，其特征在于激光晶体的泵浦耦合表面镀940nm的增透射膜，其平行对面镀940nm的全反射膜；激光晶体的另二个平行表面分别镀1030nm的全反射膜和1030nm的增透射膜，镀1030nm的全反射膜的晶体表面安装在冷却机构上，晶体外侧依次安装有平面全反射镜、输出腔镜，平面全反射镜的对面有全反射镜(后腔镜)，错开排列。全反射镜(后腔镜)、平面全反射镜、激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面与输出腔镜组成谐振腔，激光光束在谐振腔内的双程传输可描述为激光从全反射镜传输到平面反射镜，再反射进入Yb:YAG激光晶体，光束经平面反射镜和激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面多次反射、放大后，传输到输出腔镜上，接着部分被输出腔镜沿入射光路反射回腔内，部分输出腔外，作为激光输出，反射回腔内的激光束再次进入Yb:YAG激光晶体，光束经平面反射镜和激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面多次反射、放大后，传输到后腔镜上，被后腔镜全反射回入射光路上，完成一次往复振荡，输出了激光束。
所述的耦合匹配透镜机构为耦合匹配透镜或透镜组。输出腔镜为部分反射镜。
平面全反射镜、输出腔镜、激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面、后腔镜相互之间不能形成谐振子腔状态，以便后腔镜、平面全反射镜、激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面与输出腔镜组成谐振腔。
本实用新型的工作原理是二极管激光器输出的940nm激光经光纤传播到耦合匹配透镜或透镜组，耦合进入泵浦Yb:YAG激光晶体，全反射镜(后腔镜)、平面全反射镜、激光晶体的全反射表面与输出腔镜组成谐振腔，振荡输出高质量激光束。
图1为本实用新型Yb:YAG激光晶体剖视图。
图2为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
图1为Yb:YAG激光晶体，晶体的A面镀940nm增透射膜，B面镀940nm全反射膜，C面镀1030nm全反射膜，D面镀1030nm增透射膜。
图2中，本实用新型有二极管泵浦源1，耦合匹配透镜机构2，光纤3，Yb:YAG激光晶体4及其冷却机构5，激光晶体4的泵浦耦合表面为A面，激光晶体C表面安装冷却机构，冷却方式是热沉冷却或半导体冷却或循环液体冷却。晶体4外侧依次安装有平面全反射镜6、输出腔镜7，错开排列，平面全反射镜6的对面有后腔镜8为全反射镜。后腔镜8、平面全反射镜6、激光晶体4的镀1030nm的全反射膜C表面与输出腔镜7组成谐振腔。激光光束在谐振腔内的往返传输可描述为激光从后腔镜8传输到平面反射镜6，再反射进入Yb:YAG激光晶体4，光束经平面反射镜6和激光晶体的镀1030nm的全反射膜C表面多次反射、放大后，传输到输出腔镜7上，接着部分被输出腔镜7沿入射光路反射回腔内，部分输出腔外，作为激光输出，反射回腔内的激光束再次进入Yb:YAG激光晶体4，光束经平面反射镜6和激光晶体的镀1030nm的全反射膜C表面多次反射、放大后，传输到后腔镜8上，被后腔镜8全反射回入射光路上，完成一次往复振荡，输出了激光束。输出腔镜7为部分反射镜。
平面全反射镜6、输出腔镜7与激光晶体4的镀1030nm的全反射膜C表面非平行状态，夹角为一锐角。平面全反射镜6和后腔镜8非平行，夹角为一锐角。具体角度，可在实验中保证输出腔镜7的全反射面、Yb:YAG晶体的C面、平面全反射镜6、后腔镜8相互间不能形成激光振荡谐振腔子腔。以便后腔镜8、平面全反射镜6、激光晶体4的镀1030nm的全反射膜C表面与输出腔镜7组成谐振腔。
Yb:YAG晶体3的尺寸为A面、B面宽为1.5-2.5mm，C面、D面宽为2-3.5mm，晶体的长度大于3mm，根据冷却和加工的需要确定。
权利要求1.单侧泵浦全固化Yb:YAG条外腔激光器，包括二极管泵浦源，耦合匹配透镜机构，光纤，Yb:YAG激光晶体及其冷却机构，其特征在于激光晶体的泵浦耦合表面镀940nm的增透射膜，其平行对面镀940nm的全反射膜；激光晶体的另二个平行表面分别镀1030nm的全反射膜和1030nm的增透射膜，镀1030nm的全反射膜的晶体表面安装在冷却机构上，晶体外侧依次安装有平面全反射镜、输出腔镜，错开排列，平面全反射镜的对面有全反射镜作为后腔镜，后腔镜、平面全反射镜、激光晶体的镀1030nm的全反射膜的晶体表面与输出腔镜组成谐振腔，振荡输出激光束。
2.根据权利要求1所述的单侧泵浦全固化Yb:YAG条外腔激光器，其特征在于所述的耦合匹配透镜机构为耦合匹配透镜或透镜组。
专利摘要本实用新型公开了单侧泵浦全固化YbYAG条外腔激光器，包括二极管泵浦源，耦合匹配透镜机构，光纤，YbYAG激光晶体及其冷却机构，激光晶体的泵浦耦合表面镀940nm的增透射膜，其平行相对面镀940nm的全反射膜；激光晶体的另二个平行表面分别镀1030nm的全反射膜和1030nm的增透射膜，镀1030nm的全反射膜的晶体表面安装冷却机构，晶体外侧依次安装有平面全反射镜、输出腔镜，平面全反射镜的对面有全反射镜即后腔镜，后腔镜、平面全反射镜、激光晶体的镀1030nm的全反射膜表面与输出腔镜组成谐振腔，振荡输出激光束，产生的热量经冷却机构耗散。本实用新型在激光技术、激光生物学、激光医学、环境光学、激光加工中有重要的应用。
文档编号H01S3/00GK2620398SQ0322187
公开日2004年6月9日 申请日期2003年5月14日 优先权日2003年5月14日
发明者陈长水, 吴边, 龚传波, 殷绍唐, 王爱华, 张庆礼, 孙敦路 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所