专利名称：一种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法
技术领域：
本发明涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种固定固体激光器谐振腔中光学元 件的方法。
背景技术：
固体激光器的谐振腔通常由反射镜、透镜、晶体等多个分立的光学元件构成，传统 上固定这些腔内光学元件的方法是将多个分立的光学元件分别固定在一机器底板上。而因 为同一机器底板上存在多个分立的光学元件，所以只要其中有一个光学元件因为温度、湿 度、振动或应力的影响而发生改变，将会导致整个系统的失调。这些也就是现在市场上常用 的固体激光器稳定性及可靠性不好的主要原因。
发明内容
(一)要解决的技术问题为了克服现有固体激光器稳定性及可靠性不好的缺陷，本发明提出一种固定固体 激光器谐振腔中光学元件的方法，以提高固体激光器稳定性及可靠性。( 二 )技术方案为达到上述目的，本发明提供了一种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法， 该方法采用套管来固定光学元件，光学元件固定于套管内，且光学元件的光轴沿着套管的 轴线方向。上述方案中，所述光学元件与所述套管的内壁之间采用涂胶或焊接的方式固定。上述方案中，该方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用相互嵌套的 方式连接。上述方案中，该方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用滑配的方式 连接。上述方案中，所述多个套管在相互嵌套或滑配时通过涂胶或焊接的方式固定。上述方案中，该方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用连接套管进 行连接，所述套管与所述连接套管之间滑配，并通过涂胶或焊接的方式固定。上述方案中，所述将固定有光学元件的多个套管连接之后，该方法进一步包括将 相互嵌套的多个套管通过涂胶或焊接的方式与底座进行固定。上述方案中，所述套管为玻璃管、陶瓷管或金属管。(三)有益效果本发明提出的这种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，提高了固体激光器 稳定性及可靠性，与其他传统结构相比具有以下优点(1)调节方便。只要固定镜片时，使镜片与玻璃管严格垂直，后面的调节固定工作 中很容易达到要求的光学精度。(2)各元件严格同轴。由于玻璃管的制作工艺已经较成熟，可以达到较高的精度，只要各元件按照管内壁的尺寸固定，就可以使各元件严格同轴。(3)各元件间距方便调节，便于使腔参数达到最优。因为元件都固定在玻璃管内 部，只需改变套管间紧密嵌套的深度就可以调节元件间距。(4)密封光路。各元件都在套管内，可使光路避免粉尘干扰。(5)稳定性提高。因为绝大部分元件都由一个玻璃管连接，不存在或很少存在可以 移动的分立部件，与传统固定光学元件的方法相比，极大的降低了元件在多方向上移动或 偏转的自由度。(6)可靠性提高。因为玻璃管与镜片的热膨胀系数相当，因而在高低温环境里，由 温度产生的应力对系统影响不大。而同样因为谐振腔为一个整体结构，在外界产生振动时， 对系统影响也会较小。(7)成本低廉，便于量产。
图1是依照本发明第一实施例将光学元件固定于套管的示意图；其中，1为光学元 件(镜片类)，2为玻璃(或陶瓷)套管；图2是依照本发明第二实施例将光学元件固定于套管的示意图；其中，3为某一光 学元件与套管配合，包含图1中的光学元件1和套管2 ；4为某另一光学元件与套管配合，该 光学元件与光学元件1尺寸不同，4的结构与3相同；图3是依照本发明第三实施例将两个固定有光学元件的套管通过连接套管进行 连接的示意图；其中，5、7为相同尺寸的光学元件与套管配合，包含图1中的光学元件1和 套管2 ；6为连接两套管的连接套管；图4是依照本发明第四实施例将固定有光学元件的套管与非套管元件连接的示 意图；其中，8为某一光学元件与套管配合，包含图1中的光学元件1和套管2，9为非套管 元件(即不能用套管封装的元件)。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的这种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，采用套管(可以是 玻璃管、陶瓷管或金属管)来固定光学元件，光学元件固定于套管内，且光学元件的光轴沿 着套管的轴线方向。光学元件与套管的内壁之间采用涂胶或焊接的方式固定。该方法还包括将固定有光学元件的多个套管采用相互嵌套的方式连接；或者将 固定有光学元件的多个套管采用滑配的方式连接；或者将固定有光学元件的多个套管采用 连接套管进行连接，所述套管与所述连接套管之间滑配，并通过涂胶或焊接的方式固定。其 中，多个套管在相互嵌套或滑配时通过涂胶或焊接的方式固定。将固定有光学元件的多个套管连接之后，该方法还包括将相互嵌套的多个套管 通过涂胶或焊接的方式与底座进行固定。本发明将尽可能多的谐振腔元件都固定在一个长的玻璃(或陶瓷)管内(见图 1)，再通过涂胶或焊接的方法将玻璃(陶瓷)套管相互之间以及玻璃(陶瓷)套管与底座之间永久性固定(见图2、图3)。实际操作中根据光束分析仪器及功率计等测试仪器反馈 的信息完成，一经调准，光路密封，套管固定。本发明先制作垂直度极佳的可以与玻璃管内壁紧密配合的参考件，通过玻璃管内 参考件对平行光管进行准直，再用平行光管准直镜片使镜片与合适长度及直径的玻璃管内 壁严格垂直，用UV无影胶将光学元件与玻璃管固定(见图1)。玻璃管长度的选取要考虑谐 振腔内相邻光学元件的距离，其直径的选取要考虑光学元件尺寸及相邻元件尺寸，其内径 要与光学元件直径近似紧密配合(即相差一很小的尺寸以便涂胶)。每个光学元件都与玻 璃管采用上述方式配合固定后，再相互配合；对于谐振腔内相邻元件尺寸相同的情况采用 图2的方式，对于谐振腔内相邻元件尺寸不同的情况采用图3的方式；玻璃管相互配合时， 对于不需要精确调节的元件直接采用平行光管准直办法固定，对于需要精确调节的元件可 先只滑配不涂胶，在输出激光的光路上放好光束质量分析仪及功率计或能量计，监测光束 质量与功率或能量的同时，调节需精密调节的套管，调准后，将玻璃管固定在稳定支架上。 光路将永久密封，各元件永久固定。对于不能采用套管封装的元件，采用在平行光管的监测下，使其与套管水平端面 靠紧(可保持一段较小距离)。一同固定在稳定支架上，最后将玻璃管与元件端面用硅胶密 封(见图4)。本发明中光学元件的固定包括有光学元件及套管，调节光学元件与套管垂直后用 涂胶或焊接方式固定。相邻元件都为套管元件时，相互嵌套配合，调整好后用涂胶或焊接方 法固定；相邻为套管元件与非套管元件时，套管与元件端面紧靠，调整好后密封固定。与其 他传统结构相比，调节方便；可使各元件严格同轴；各元件间距方便调节，便于使腔参数达 到最优；密封光路；提高稳定性及可靠性；成本低廉，便于量产。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡 在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。
权利要求
一种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，该方法采用套管来固定光学元件，光学元件固定于套管内，且光学元件的光轴沿着套管的轴线方向。
2.根据权利要求1所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，所 述光学元件与所述套管的内壁之间采用涂胶或焊接的方式固定。
3.根据权利要求1所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，该 方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用相互嵌套的方式连接。
4.根据权利要求1所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，该 方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用滑配的方式连接。
5.根据权利要求3或4所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于， 所述多个套管在相互嵌套或滑配时通过涂胶或焊接的方式固定。
6.根据权利要求1所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，该 方法进一步包括将固定有光学元件的多个套管采用连接套管进行连接，所述套管与所述 连接套管之间滑配，并通过涂胶或焊接的方式固定。
7.根据权利要求3、4或6所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在 于，所述将固定有光学元件的多个套管连接之后，该方法进一步包括将相互嵌套的多个套管通过涂胶或焊接的方式与底座进行固定。
8.根据权利要求1所述的固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，其特征在于，所 述套管为玻璃管、陶瓷管或金属管。
全文摘要
本发明公开了一种固定固体激光器谐振腔中光学元件的方法，采用套管(可以是玻璃管、陶瓷管或金属管)来固定光学元件，光学元件固定于套管内，且光学元件的对称面与套管的轴线方向垂直。光学元件与套管的内壁之间采用涂胶或焊接的方式固定。利用本发明，提高了固体激光器稳定性及可靠性。与其他传统结构相比，调节方便；可使各元件严格同轴；各元件间距方便调节，便于使腔参数达到最优；密封光路；提高稳定性及可靠性；成本低廉，便于量产。
文档编号H01S3/00GK101908706SQ20101023502
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者李晋闽, 林学春, 郭林, 颜凡江 申请人:中国科学院半导体研究所