专利名称：瓦级风冷绿激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种结构紧凑、由半导体激光器作为泵浦源、绿光输出功率为瓦级的固体激光器装置，属于激光技术领域。
背景技术：
用肉眼观察的应用场合如舞台激光表演、机场夜间导航，以前用体积庞大、水冷的氩离子激光器，后用半导体激光泵浦倍频，其波长为532nm，一种绿激光器，相对氩离子激光器发射的波长人眼的感觉要敏感5倍，在半导体激光泵浦固体激光器领域中，中小功率的情况下一般采用端面泵浦的方式，它充分利用半导体泵浦光与固体激光的模匹配来提高转换效率，而且可以很容易得到单横模激光输出，光束质量优异。然而，现在市场上输出功率在2W以上的半导体激光器产品都为列阵式，典型的发光面尺寸为1μm×1cm，两个方向上的光学不变量拉格朗日量)相差1千多倍，这样及不对称的光束很难通过透镜棱镜组合的光学系统整型、聚集成有一定焦深的小光斑，以得到足够高的亮度，能够用光纤传输泵浦或直接泵浦，而且泵浦光功率的利用率也只能在50％左右。若采用带光纤的单一大功率半导体激光器作泵浦源，则需要用一套光束整形装置，则器件成本太高，光能损失大，并且仍要水冷，对小的舞台表演场合很不适用。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种体积小、小功率、但效率高、并采用风冷的瓦级绿激光器。
本实用的技术方案是这样来实现的，瓦级风冷绿激光器，它包括半导体激光器、耦合光学元件、激光晶体、倍频晶体、后向反射镜、折叠输出镜，由半导体激光器输出的激光经耦合光学元件后，会聚到激光晶体上，形成1064nm的近红外激光，再用倍频晶体进行腔内倍频得到532nm的绿激光输出，其特点是，半导体激光器由多个光谱特性、电气特性相接近的单管半导体组成，耦合光学元件为多根光纤均匀排列组成的光缆；半导体激光器置有风冷的半导体致冷器；激光晶体、倍频晶体置有晶体恒温控制器。
由于采用了上述方案的瓦级风冷绿激光器，其优点是，可用现有市场上廉价的1W、2W半导体激光器，充分利用输出功率在2W以下的单管半导体激光器与直径为100-200μm光纤耦合技术使成本降低，用多根光纤均匀排列组成的光缆传输能量分布均匀，散热面大，又加上风冷，能耗减少，使体积小、效率高，特适宜于用肉眼观察的应用场合如舞台激光表演、机场夜间导航等，可以替代输出功率5W左右的氩离子激光器。
图1为本实用新型光路图；图2为光纤排列示意图；图3为半导体致冷器安装示意图；图4为恒温控制器安装示意图。
具体实施方式
由图1所示，瓦级风冷绿激光器，它包括半导体激光器1、耦合光学元件2、激光晶体3、倍频晶体4、后向反射镜5、折叠输出镜6，由半导体激光器1输出的激光经耦合光学元件2后，会聚到激光晶体3上，形成1064nm的近红外激光，再用倍频晶体4进行腔内倍频得到532nm的绿激光输出，其特点是，所述的半导体激光器1由多个光谱特性、电气特性相接近的单管半导体组成，耦合光学元件2为多根光纤7均匀排列组成的光缆；半导体激光器1置有风冷的半导体致冷器8；激光晶体3、倍频晶体4置有晶体恒温控制器。本实用新型实施例，由图2所示，耦合光学元件2由7根直径为100-200μm的光纤7均匀排列组合成光缆。将波长为808nm，输出功率为1W的单管半导体激光器用透镜耦合进直径为100μm的光纤中，再将7根这样的光纤组合成直径为400μm的光缆，输出激光功率能大于5W，总的耦合效率大于70％。本绿激光器的半导体激光温控系统，它主要是由半导体致冷器来对半导体激光器的温度进行控制，从而达到控半导体激光器输出光波长的目的，由图3所示，半导体致冷器8与散热片9结合在一起，散热器一边还置有一风扇10，风扇对散热器进行强制风冷。半导体致冷器的控制电路具有双向性，当半导体激光器的温度高于设定值时(通常在夏天)，半导体致冷器对半导体激光器起致冷作用，当半导体激光器的低于设定值时(通常在冬天)，半导体致冷器对半导体激光器起致热作用。激光晶体3、倍频晶体4所置有的晶体恒温控制器，通常采用电加热的方法，由图4所示，晶体恒温控制器为一发热元件11，发热元件为电热丝、PTC发热元件、碳纤维发热板等。将激光晶体3和倍频晶体4的温度恒定在某一高于常温的温度值上。图中12为晶体座。
权利要求1.一种瓦级风冷绿激光器，它包括半导体激光器(1)、耦合光学元件(2)、激光晶体(3)、倍频晶体(4)、后向反射镜(5)、折叠输出镜(6)，由半导体激光器(1)输出的激光经耦合光学元件(2)后，会聚到激光晶体(3)上，形成1064nm的近红外激光，再用倍频晶体(4)进行腔内倍频得到532nm的绿激光输出，其特征在于，所述的半导体激光器(1)由多个光谱特性、电气特性相接近的单管半导体组成，耦合光学元件(2)为多根光纤(7)均匀排列组成的光缆；半导体激光器(1)置有风冷的半导体致冷器(8)；激光晶体(3)、倍频晶体(4)置有晶体恒温控制器。
2.根据权利要求1所述的瓦级风冷绿激光器，其特征在于，所述的耦合光学元件(2)由7根直径为100-200μm的光纤(7)均匀排列组合成光缆。
3.根据权利要求1所述的瓦级风冷绿激光器，其特征在于，所述的半导体致冷器(8)与散热片(9)结合在一起，散热器一边还置有一风扇(10)。
4.根据权利要求1所述的瓦级风冷绿激光器，其特征在于，所述的晶体恒温控制器为一电发热元件(11)。
专利摘要本实用新型涉及一种瓦级风冷绿激光器，它包括半导体激光器、耦合光学元件、激光晶体、倍频晶体、后向反射镜、折叠输出镜，其特点是，半导体激光器由多个光谱特性、电气特性相接近的单管半导体组成，耦合光学元件为多根光纤均匀排列组成的光缆；半导体激光器置有半导体致冷器；激光晶体、倍频晶体置有晶体恒温控制器。本实用新型的优点是，可用现有市场上廉价的1W、2W半导体激光器，利用现有输出功率在2W以下的单管半导体激光器与直径为100－200μm光纤耦合技术，使成本降低，用多根光纤均匀排列组成的光缆传输，能量分布均匀，散热面大，采用风冷，能耗减少，体积小、效率高，特适宜于舞台激光表演、机场夜间导航等，可以替代输出功率5W左右的氩离子激光器。
文档编号H01S3/00GK2665999SQ200320108410
公开日2004年12月22日 申请日期2003年11月27日 优先权日2003年11月27日
发明者潘涌, 王敏芳, 童光强, 杨彬 申请人:上海光通激光光电子技术创新中心有限公司