一种可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的制作方法

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种可切换输出的内腔倍频式双波长激光器。

背景技术：

目前，多波长输出结构一直以来都是激光器的热门发展方向，多数的研究都集中于腔外倍频，因为在腔外倍频结构中，倍频晶体位于激光器的腔外，能够更简便地通过各种切换装置来实现波长的切换；在整个切换过程中，基频实际上是不改变的，所以这类结构仅适用于能量密度较高的脉冲激光器。

现有技术中，对于高重复频率的脉冲运转或是连续波运转的二倍频激光器来说，由于腔外功率密度较低，如果采用腔外倍频的结构，则会导致激光器的二倍频激光输出功率非常低，所以这类激光器通常都是采用腔内倍频的结构，即通过腔内倍频较高的功率密度来提高激光器的输出功率；而对于腔内倍频激光器来说，也需要同时实现基频激光的输出，但由于这类激光器的倍频晶体放置在腔内，所以无法像腔外倍频多波长激光器那样实现输出波长的切换。

技术实现要素：

根据以上不足，本实用新型提供一种可实现腔内倍频激光器倍频光和基频光的快速切换、实现两个波长的快速切换输出的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，所述可切换输出的内腔倍频式双波长激光器包括沿着入射光轴依次设置的泵浦耦合透镜组、前腔镜、激光晶体、Q开关和第一半波片，激光晶体的出射端面切割有布儒斯特角斜面，第一半波片出射光的光轴上放置有倾斜的偏振片；偏振片的反射光轴上依次设置有第二半波片、倾斜的基频和倍频分光镜、倍频晶体和后腔镜；偏振片的透射光轴上设置有基频光输出镜；基频和倍频分光镜的反射光轴上设置有倍频光全反镜；第一半波片的光轴与入射激光的偏振方向平行，基频和倍频分光镜镀基频光高透且倍频光高反膜，后腔镜镀基频光及倍频光双高反膜，第二半波片的光轴与入射激光偏振方向之间的夹角为45°。

本实用新型的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，采用激光晶体切割布儒斯特角抑制一个偏振方向的激光振荡，同时腔内通过偏振片进一步抑制自由偏振，使基频激光只能以线偏振的方式起振。

第一种情况，倍频激光输出：从激光晶体出射的光经过Q开关再到第一半波片，第一半波片工作在不改变偏振方向的状态(第一半波片的光轴和入射激光偏振方向平行即可)，光路再经过偏振片反射后经过了第二半波片以后转换为水平偏振光，再经过基频和倍频分光镜(镀膜为基频光高透，倍频光高反)到达倍频晶体，然后再到后腔镜(镀膜为基频光和倍频光双高反)，此时激光约束在前腔镜和后腔镜形成的谐振腔内，倍频光从基频和倍频分光镜反射输出再经过倍频光全反镜反射后水平输出出去。

第二种情况，基频激光输出：从激光晶体出射的光经过Q开关再到第一半波片，第一半波片工作在改变偏振方向90°的状态(第一半波片的光轴与入射激光偏振方向之间的夹角为45°)，光路将直接穿过偏振片到达基频光输出镜，此时激光约束在前腔镜和基频光输出镜形成的谐振腔内，基频光经过基频光输出镜后水平输出。

本实用新型优势如下：

本实用新型的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，其基频光和倍频光同时工作在最佳效率，极大的提高了双波长输出的各自功率；其能够实现腔内倍频激光器倍频光和基频光的快速切换，实现两个波长的快速切换输出，且在切换波长输出时不需要进行光路调整。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的结构及其倍频激光输出光路示意图。

图2为本实用新型的如图1所述实施例的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的结构及其基频激光输出光路示意图。

图3为本实用新型的另一个实施例的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的结构及其倍频激光输出光路示意图。

图4为本实用新型的如图3所述实施例的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的结构及其基频激光输出光路示意图。

图5为本实用新型的如图3所述实施例的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器的波片旋转装置的结构示意图。

附图标记说明：

1为泵浦耦合透镜组，2为前腔镜，3为激光晶体，4为Q开关，5为第一半波片，6为偏振片，7为第二半波片，8为基频和倍频分光镜，9为倍频晶体，10为后腔镜，11为基频光输出镜，12为倍频光全反镜；13为主动齿轮，14为支撑筒，15为第一半波片筒。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

实施例1：

一种可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，参见图1，所述可切换输出的内腔倍频式双波长激光器包括沿着入射光轴依次设置的泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4和第一半波片5，激光晶体3的出射端面切割有布儒斯特角斜面，第一半波片5出射光的光轴上放置有倾斜的偏振片6；偏振片6的反射光轴上依次设置有第二半波片7、倾斜的基频和倍频分光镜8、倍频晶体9和后腔镜10；偏振片6的透射光轴上设置有基频光输出镜11；基频和倍频分光镜8的反射光轴上设置有倍频光全反镜12；第一半波片5的光轴与入射激光的偏振方向平行，基频和倍频分光镜8镀基频光高透且倍频光高反膜，后腔镜10镀基频光及倍频光双高反膜，第一半波片5的光轴与入射激光偏振方向之间的夹角为45°。

本实用新型的可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，采用激光晶体3切割布儒斯特角抑制一个偏振方向的激光振荡，同时腔内通过偏振片6进一步抑制自由偏振，使基频激光只能以线偏振的方式起振。

第一种情况，倍频激光输出：参见图1，从激光晶体3出射的光经过Q开关4再到第一半波片5，第一半波片5工作在不改变偏振方向的状态第一半波片5的光轴和入射激光偏振方向平行即可，光路再经过偏振片6反射后经过了第二半波片7以后转换为水平偏振光，再经过基频和倍频分光镜8镀膜为基频光高透，倍频光高反到达倍频晶体9，然后再到后腔镜10镀膜为基频光和倍频光双高反，此时激光约束在前腔镜2和后腔镜10形成的谐振腔内，倍频光从基频和倍频分光镜8反射输出再经过倍频光全反镜12反射后水平输出出去。

第二种情况，基频激光输出：参见图2，从激光晶体3出射的光经过Q开关4再到第一半波片5，第一半波片5工作在改变偏振方向90°的状态第一半波片5的光轴与入射激光偏振方向之间的夹角为45°，光路将直接穿过偏振片6到达基频光输出镜11，此时激光约束在前腔镜2和基频光输出镜11形成的谐振腔内，基频光经过基频光输出镜11后水平输出。

实施例2：

一种可切换输出的内腔倍频式双波长激光器，与实施例1相似，所不同的是，参见图3，泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12分别设置在安装支座上。

这样，能够方便泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12的安装。

在另一种具体实施例中，参见图4，所述安装支座的底部分别设置有安装底板，所述安装底板与安装平台连接。

这样，能够方便所述安装支座通过所述安装底板与安装平台连接。

需要说明的是，所述安装支座与所述安装底板可以为一体式结构，所述安装支座与所述安装底板也可以为通过焊接结构连接的金属件。

在另一种具体实施例中，所述安装底板上分别设置有均匀分布的至少两个固定螺孔，固定螺孔内分别设置有固定螺栓，所述安装平台上分别设置有与所述固定螺孔匹配的安装螺孔，所述安装底板与安装平台通过设置在所述固定螺孔和所述安装螺孔内的固定螺栓相连接。

这样，能够方便所述安装底板通过固定螺栓与安装平台连接。

在另一种具体实施例中，所述安装支座上分别设置有通孔式的安装孔径，泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12分别安装在所述安装孔径内。

这样，能够方便泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12通过安装孔径安装在所述安装支座内。

在另一种具体实施例中，泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12的侧壁分别通过胶层与所述安装孔径的侧壁连接。

这样，能够方便泵浦耦合透镜组1、前腔镜2、激光晶体3、Q开关4、第一半波片5、偏振片6、第二半波片7、基频和倍频分光镜8、倍频晶体9、后腔镜10、基频光输出镜11和倍频光全反镜12通过胶层安装在安装孔径内。

在另一种具体实施例中，参见图5，第一半波片5的所述安装支座设置为波片旋转装置的结构，所述波片旋转装置包括设置在所述安装底板上的主动齿轮13，主动齿轮13的中心轴与第一半波片5的光轴平行，第一半波片5的所述安装支座包括圆筒形的支撑筒14，支撑筒14的端部内套设有圆筒形的第一半波片筒15，第一半波片筒15的外壁设置为与主动齿轮13啮合的从动齿轮结构。

这样，能够通过旋转主动齿轮13，使得主动齿轮13带动与之啮合的从动齿轮结构转动，从而带动第一半波片筒15和第一半波片5旋转。

在另一种具体实施例中，主动齿轮13的中心处固定连接有旋转轴，所述旋转轴与主动齿轮13的中心轴重合，所述旋转轴穿过轴板上的轴孔，所述轴板连接在所述安装底板上。

这样，能够方便主动齿轮13的安装。所述旋转轴与主动齿轮13的中心可以设置为一体式结构，所述旋转轴与主动齿轮13也可以设置为通过焊接结构连接的金属件。轴板可以与安装底板为一体式结构。轴板与安装底板也可以为通过焊接结构连接的金属件。

在另一种具体实施例中，第一半波片筒15上设置有周向的角度刻度层。这样，能够方便记录和操作第一半波片5通过第一半波片筒15旋转的角度。

需要说明的是，支撑筒14的侧壁上可以设置有指针刻度层。这样能够通过指针刻度层上的指针标记第一半波片筒15的初始角度刻度及旋转后的角度刻度。从而方便记录和计算第一半波片5的初始角度和旋转后的角度。

在另一种具体实施例中，所述旋转轴的端部与旋转把手连接。这样，能够方便通过旋转把手对旋转轴进行旋转操作，从而带动主动齿轮13、第一半波片筒15和第一半波片5进行旋转。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。