一种超短脉冲高峰值功率的微型激光器的制作方法

文档序号:15419077发布日期:2018-09-11 22:57阅读:268来源:国知局

本实用新型属于激光技术领域,涉及一种激光器。



背景技术:

激光器是现代激光加工系统中必不可少的核心组件之一,普遍运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外,多种激光武器和激光制导武器也已经投入使用。

激光光束细小,且带着巨大的功率,可以对各种材料进行加工,在工业上常用于激光切割、激光打标、激光雕刻、以及激光焊接,由于目前工业上对加工精度的要求越来越高,因此,对激光质量的要求也越来越高,特别对于高品质亚毫米尺度的处理,都对激光模式M2的值有着苛刻的要求。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种可提高激光光束质量,降低激光模式M2值的超短脉冲高峰值功率的微型激光器。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种超短脉冲高峰值功率的微型激光器,包括泵浦光源和激光谐振腔、所述激光谐振腔由沿激光光路方向依次排列的全反入射镜、激光增益媒介、调Q装置、以及具有抑制高阶模式激光生成的输出镜构成。

作为一种优选的方案,所述输出镜为凸透镜。

作为一种优选的方案,所述输出镜为高斯膜输出镜。

作为一种优选的方案,所述调Q装置为可饱和吸收体。

作为一种优选的方案,所述泵浦光源为高功率激光二极管阵列式泵浦源。

作为一种优选的方案,所述激光增益媒介为Nd:YAG或Nd:YLF。

作为一种优选的方案,所述调Q装置与输出镜之间还设置有至少两个全反射三棱镜,全反射三棱镜设置为对入射光180°全反射,各全反射三棱镜沿激光光路依次排列设置,以延长激光光束在有限壳体内的光程。

作为一种优选的方案,所述全反射三棱镜的数量为偶数个。

作为一种优选的方案,所述全反入射镜与输出镜使激光谐振腔形成临界不稳定腔体。

作为一种优选的方案,所述高斯膜输出镜为高斯膜平面镜或高斯膜凸透镜。

本实用新型的有益效果是:具有抑制高阶模式激光生成的输出镜加大高阶模式的激光在谐振腔内的损耗,使其震荡过程中的增益小于总损耗,使高阶模式的激光无法形成,从而降低出射激光的模式,提高激光光束质量。

又由于选择可饱和吸收体作为调Q装置,无需高压控制,因此不用水冷却系统,采用热电冷却器即可控制激光谐振腔的工作温度。稳定的激光温度控制极大地减少了激光模式变换的现象,提高输出的激光的光束质量。

由于全反入射镜与输出镜使基频谐振腔形成临界不稳定腔体,从而在震荡过程中,多次震荡的高阶模式激光会逸出激光谐振腔,从而抑制高阶模式激光的形成,提高输出激光的光束质量。

附图说明

图1是本实用新型第一种具体实施例的结构示意图;

图2是本实用新型第二种具体实施例的结构示意图;

图3是本实用新型第三种具体实施例的结构示意图。

图1~图3中:1、泵浦光源,2、全反入射镜,3、激光增益媒介,4、调Q装置,5、输出镜,6、全反射三棱镜。

具体实施方式

下面结合附图,详细描述本实用新型的具体实施方案。

实施例1:

如图1所示的是本实用新型所述超短脉冲高峰值功率的微型激光器的第一种具体实施例,包括包括泵浦光源1和激光谐振腔、所述谐振腔由沿激光光路方向依次排列的全反入射镜2、激光增益媒介3、调Q装置4、以及具有抑制高阶模激光生成的输出镜5构成,其中泵浦光源1为高功率激光二极管阵列式泵浦源,以泵浦光源1为波长为808nm的、激光光波长为1064nm为例,相应的全反入射镜2为全反1064nm激光、全透808nm激光的透镜,而激光增益媒介为受808nm波长激光激发可发出1064nm波长激光的激光增益媒介Nd:YAG,调Q装置4根据需求选择光电调Q或可饱和吸收体调Q,优选可饱和吸收体调Q,而输出镜5则相应选用可透射1064nm激光的凸透镜,本实用性的工作过程是:泵浦光源发出的808nm激光通过全反入射镜2进入激光增益媒介,激光增益媒介中的原子受激发出1064nm波长的荧光,荧光在激光谐振腔内增益振荡后产生受激辐射,并通过调Q缩小脉宽,增大峰值功率。在不进行激光谐振腔优化的情况下,低阶和高阶激光模式都有同样的概率产生。利用凸透镜做反射镜,由于高阶模式激光的发射角偏角较大,加大了高阶模式激光的逸出损耗,使高阶模式激光在震荡过程中的增益小于总损耗,从而抑制高阶模式激光的生成,最终通过1064nm凸透镜射出的激光则具为低阶模式的激光,激光光束质量明显提高。

实施例2:

图2所示的是本实用新型所述超短脉冲高峰值功率的微型激光器的第二种具体实施例,与实施例1相比,实施例2中采用的输出镜5为1064nm高斯膜平面镜,调Q装置4为可饱和吸收体,激光增益媒介为受808nm波长激光激发可发出1064nm波长激光的激光增益媒介Nd:YLF,其工作过程与实施例1相同,由于高斯膜反射率的梯形分布,使得偏角较大的高阶模式激光的反射率大大降低,从而降低高阶模式激光的在震荡过程中的增益效果,使高阶模式激光的增益小于总损耗,致使高阶模式的激光无法形成,最终通过1064nm高斯膜平面镜射出的激光则具为低阶模式的激光,激光光束质量明显提高。

与此同时,如果将输出镜设置为1064nm高斯膜凸透镜,则抑制高阶模式激光的效果更好,获得的激光光束质量更高。

实施例3:

如图3所示的是本实用新型所述超短脉冲高峰值功率的微型激光器的第三种具体实施例,包括高功率激光二极管阵列式泵浦源,1064nm全反、808nm全透的全反入射镜2,激光增益媒介3为Nd:YAG,调Q装置4为可饱和吸收体,输出镜5为凸透镜,与实施例相比,实施例3中增加了两个全反射三棱镜,延长了激光在激光谐振腔内的光路,进一步增大高阶模式激光的损耗,以提高输出镜5输出的激光光束质量,如果实施例3中的输出镜5进一步选用高斯膜凸透镜,则激光光束质量会进一步提高,激光模式M2值可低于1.5,达到优良模式。

上述实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效,以及部分运用的实施例,而非用于限制本实用新型;应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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