一种高效本振-两级放大聚光腔的制作方法

本发明涉及激光技术领域，具体为一种高效本振-两级放大聚光腔。

背景技术：

随着激光技术的飞速发展，对激光器的要求也越来越高，同时对激光的光束质量、激光的输出能量、激光腔的尺寸大小以及制造成本都有了更高的要求。能够获得更加稳定的激光输出及更高的能量增益也是目前为止一直所追求的目标。当前的灯泵浦聚光腔本振-放大结构主要有：(1)采用一个氙灯泵浦一个晶体棒的聚光腔结构，若要实现本振-放大激光器结构，将两个以上的聚光腔一字先后排布，实现本振-放大激光器结构，这样的结构需要三个氙灯驱动电源，并且三个电源进行同步信号触发，整个系统体积较大，并且为获得较好的激光输出指标，需要对三个电源进行联动调试，调试过程较繁琐；(2)采用一个氙灯泵浦两个晶体棒的本振-放大聚光腔结构，本振级晶体棒和放大级晶体棒排布在氙灯两侧，两个晶体棒可以同时获得等量的吸收能量。这种结构在激光器中一个作为本振级，另一个作为放大级，两个晶体棒受激辐射能量分布趋同，不利于输出光束质量的控制，同时不利于获得更高的能量增益。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效本振-两级放大聚光腔，一个氙灯同时泵浦三个晶体棒的聚光腔结构可实现激光器本振级和放大级间的能量合理分配，有利于实现更好的光束质量和更高的能量增益，有结构简单、紧凑，节约空间，成本低等优势。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效本振-两级放大聚光腔，包括工作台，所述工作台前侧纵向设置有一级放大晶体棒和二级放大晶体棒，且一级放大晶体棒和二级放大晶体棒相互平行，所述一级放大晶体棒和二级放大晶体棒构成泵浦腔，所述一级放大晶体棒和二级放大晶体棒的外侧平行设置有本振级晶体棒，所述工作台前侧的一级放大晶体棒、氙灯、二级放大晶体棒和本振级晶体棒构成聚光腔，所述聚光腔的外侧设置有反射装置。

所述反射装置包括分别位于本振级晶体棒上下两侧的激光谐振腔镜a和激光谐振腔镜b，且激光谐振腔镜a和激光谐振腔镜b构成谐振腔，所述激光谐振腔镜b的正下侧设置有倾斜角为45度或者135度的反射镜a，所述一级放大晶体棒的上下两侧对称设置有反射镜b和与反射镜a水平对称设置的反射镜c，所述二级放大晶体棒的上侧设置有与反射镜b水平对称的反射镜d。

本发明一种高效本振-两级放大聚光腔的有益效果是：

本发明采用本振级-两级放大级系统，该系统有三个晶体棒和一个氙灯，三个晶体棒中，可将离氙灯较远的晶体棒作为激光本振级晶体棒，这种结构本振级会得到低能量的激发，较低能量的本振激光有利于获得更好的光束质量；两级放大级晶体棒分别位于氙灯两侧，两级放大级可以同时获得高能量的激发，放大效果更加理想；通过对整个系统的优化设计，该一个氙灯同时泵浦三个晶体棒的聚光腔结构可实现激光器本振级和放大级间的能量合理分配，得到的激光会有更好的光束质量，同时又可以获得更高的能量增益，因本系统只采用一个氙灯作为泵浦源，所以只需要一个氙灯驱动电源即可，这样可以简化操作过程，节约成本，节省空间。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-工作台，2-一级放大晶体棒，3-二级放大晶体棒，4-氙灯，5-本振级晶体棒，6-反射装置，61-激光谐振腔镜a，62-激光谐振腔镜b，63-反射镜a，64-反射镜b，65-反射镜c，66-反射镜d。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种高效本振-两级放大聚光腔，包括工作台1，工作台1前侧纵向设置有一级放大晶体棒2和二级放大晶体棒3，且一级放大晶体棒2和二级放大晶体棒3相互平行，一级放大晶体棒1和二级放大晶体棒2构成泵浦腔，一级放大晶体棒2和二级放大晶体棒3的中间平行设置有氙灯4，且氙灯4与激光器电源电连接，一级放大晶体棒2和二级放大晶体棒3的外侧平行设置有本振级晶体棒5，工作台前侧的一级放大晶体棒2、氙灯4、二级放大晶体棒3和本振级晶体棒5构成聚光腔，聚光腔的外侧设置有反射装置6。

本实施例中工作台1和聚光腔位于激光器的内部，氙灯4可以提供稳定高功率的泵浦输出，为晶体棒提供能量激发；一级放大晶体棒2和二级放大晶体棒3利用氙灯4发出光的受激辐射对本振级的输出激光进行光能量放大，可以良好的保持激光的原有脉宽、线宽、偏振等特性，同时获得更高的光束能量；本振级晶体棒5作为激光器的工作物质，本振级晶体棒5在二级放大级晶体棒外侧，稍远离氙灯4，这样本振级所获得的激发能量较小，使得本振级的激光输出能量较低，输出激光的光束发散角较小，会有较好的光束质量，而且一级放大晶体棒2直径为8mm，二级放大晶体棒3直径为10mm，本振级晶体棒5直径为6mm，由于本振级晶体棒5的直径决定了光束质量的高低，放大级晶体棒的直径决定了最终的能量增益，这种设计能够充分满足对输出激光的光束质量和能量的要求；泵浦腔的作用是提高腔内的聚光效率，将氙灯4光更有效的耦合到激光工作物质中，提高吸收效率；整个系统构成一个聚光腔，这样本振级在获得较好的光束质量的同时，两级放大系统可以对本振级的输出激光进行两次光放大，达到更高的能量增益效果。

如图1所示，反射装置6包括分别位于本振级晶体棒5上下两侧的激光谐振腔镜a61和激光谐振腔镜b62，且激光谐振腔镜a61和激光谐振腔镜b62构成谐振腔，激光谐振腔镜b62的正下侧设置有倾斜角为45度或者135度的反射镜a63，一级放大晶体棒2的上下两侧对称设置有反射镜b64和与反射镜a63水平对称设置的反射镜c65，二级放大晶体棒3的上侧设置有与反射镜b64水平对称的反射镜d66。

本实施例中，当本振级晶体棒5位于二级放大晶体棒3右侧时，反射镜a63的倾斜角为45度，相应的反射镜b64、反射镜c65和反射镜d66的倾斜角分别为45度、135度和135度，当本振级晶体棒5位于二级放大晶体棒3左侧时，反射镜a63的倾斜角为135度，相应的反射镜b64、反射镜c65和反射镜d66的倾斜角分别为135度、45度和45度，这样可以保证从反射镜d66输出的激光是与外接的ld泵浦源照射到本振级晶体棒5上产生的激光是平行的，并且可以保证激光经过反射镜a63、反射镜b64、反射镜c65和反射镜d66的正中心。

一种高效本振-两级放大聚光腔的工作过程，包括以下步骤：

步骤1、打开激光器电源开关，逐步增加泵浦电压至适当大小，氙灯4照射到本振级晶体棒5中产生激光，激光在本振级的谐振腔中振荡谐振，同时调整激光谐振腔镜a61和激光谐振腔镜b62的角度及位置，使得本振级的输出光处于最佳状态，谐振超出阈值后从激光谐振腔镜b62输出。

步骤2、继续调整调整激光谐振腔镜，使激光谐振腔镜输出的激光首先经过反射镜a63和反射镜c65的正中心进入一级放大晶体棒2进行第一次放大，紧接着激光经过放射镜b64和反射镜d66进行第二次放大，此时，将会得到稳定的能量增益激光。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。