一种单灯双NdYAG晶体三次放大激光器的制作方法

本实用新型涉及一种单灯双ndyag晶体三次放大激光器。

背景技术：

目前，激光器被广泛运用于科研、探测、医疗美容等行业，传统激光器采用双灯双ndyag晶体，单灯与单ndyag晶体放置于一个循环水外壳中，即有两个循环水外壳，灯泵浦ndyag晶体将微片激光器产生的微弱激光能量放大，微片激光器产生的激光能量小于2mj，双灯双ndyag晶体仅能将微片激光器产生的激光能量进行两次放大，放大后能量低于300mj，但由于两根灯的存在，产生的热量较高，热透镜效应明显，高频率下工作输出光斑变形严重，需要有较高的制冷要求，由于两个循环水外壳的存在，激光器体积较大。

同时，传统激光器如需获得更大能量，需采用三灯三ndyag晶体，单灯与单ndyag晶体放置于一个循环水外壳中，即有三个循环水外壳，三灯三ndyag晶体将微片激光器产生的激光能量进行三次放大，放大后能量大于600mj，但由于三根灯的存在，产生的热量极高，热透镜效应极其明显，高频率下工作输出光斑变形严重甚至无法使用，需要有极高的制冷要求，由于三个循环水外壳的存在，激光器体积庞大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种单灯双ndyag晶体三次放大激光器，相比于现有的微片激光放大激光器，本实用新型的单灯双ndyag晶体三次放大激光器不仅能够达到传统激光器的输出能量，而且经过紧凑的光路设计，使得本实用新型的激光器结构更紧凑，整体体积更小。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种单灯双ndyag晶体三次放大激光器，其组成包括：微片激光器、法拉第隔离器、第一ndyag晶体和第二ndyag晶体，所述的第一ndyag晶体、所述的第二ndyag晶体和氙灯固定在循环水外壳中，且所述的氙灯、所述的第一ndyag晶体和所述的第二ndyag晶体呈平行结构，沿所述的微片激光器的光传输方向设有第一凹透镜、所述的法拉第隔离器、1/2波片和第一凸透镜，使所述的第一凹透镜和所述的第一凸透镜放大所述的微片激光器输出光的直径；沿第一全反镜、第二全反镜将p偏振光传输方向改变180度后，透过偏振片后入射至所述的第一ndyag晶体的一端，并从所述的第一ndyag晶体的另一端出射，完成第一次放大；沿1/4波片、第三全反镜将p偏振光反向输出为斯托克斯光入射至所述的第一ndyag晶体的一端，并从所述的第一第一ndyag晶体另一端出射，完成第二次放大；但由于1/4波片的调试无法100%将p偏振光转化为斯托克斯光，有小部分p偏振光沿原光路返回，透射偏振片，如此部分p光返回至微片激光器，则会严重损伤微片激光器，使用法拉第隔离器与1/2波片将此部分p光隔离，法拉第隔离器采用但不仅限于采用长富科技有限公司生产的型号hio-5-1060-hp法拉第隔离器；通过偏振片的晶体双折射原理，所述的偏振片反射斯托克斯光，经由第四全反镜入射至所述的第二ndyag晶体的第一端，并从所述的第二ndyag晶体的另一端出射，完成第三次放大。

所述的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，沿第二ndyag晶体的另一端出射方向依次设有第二凹透镜、第二凸透镜、非线性晶体、短波通滤光片、补偿片、第五全反镜，以使斯托克斯光经由第二凹透镜、第二凸透镜放大斯托克斯光的直径以提高非线性晶体的利用率和转化效率。

所述的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，经由非线性晶体、短波通滤光片、补偿片将1064nm的光束转化为532nm光束，进而经由第五全反镜输出至激光输出端。

本实用新型所达到的有益效果是：

1.本实用新型的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，解决了传统激光器制冷问题，由于仅有一根灯的存在，产生的热量小，对冷却系统要求低；（2）解决了传统激光器光斑变形严重的问题，由于产生的热量小，所以热透镜效应低，高频率下工作输出光斑变形微小；（3）解决了传统激光器体积庞大的问题，由于内部元器件排列紧凑，激光器体积大幅度减小，便于携带与运输；（4）解决了传统激光器造价昂贵的问题，由于减少了两根灯与两套循环水外壳等配件，整机机械件数量减少，大幅度减少了成本。

2.本实用新型采用单灯双ndyag晶体，减少了一根灯的存在，将单灯双ndyag晶体集成在一个循环水外壳中，利用偏振片的晶体双折射原理，经过一系列反射镜与透射镜的传输，将其中一根ndyag晶体利用了两次，仅使用单灯双ndyag晶体便完成了三次放大，微片激光器采用但不局限于采用北京杏林睿光科技有限公司生产的型号为riso-1064-5的微片激光器，该微片激光器输出能量大于1.5mj，经过本实用新型三次放大后能量大于600mj，达到了传统激光器所能输出的能量。

3.本实用新型的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，通过第一ndyag晶体的首次放大，通过1/4波片，第三全反镜原路返回通过第一ndyag晶体实现激光的第二次放大，再经由第二ndyag晶体实现激光的第三次放大，而第一ndyag晶体和第二ndyag晶体固定在一个循环水外壳中，从而实现了在对激光进行多次放大的情况下使得整个激光器的结构紧凑、所占空间小的效果。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

附图1是本实用新型单灯双ndyag晶体三次放大激光器的示例结构示意图；

图中：1、微片激光器，2、第一凹透镜，3、法拉第隔离器，4、1/2波片，5、第一凸透镜，6、第一全反镜，7、第二全反镜，8、偏振片，9、第一ndyag晶体，10、1/4波片，11、第三全反镜，12、氙灯，13、第四全反镜，14、第二ndyag晶体，15、循环水外壳，16、第二凹透镜，17、第二凸透镜，18、非线性晶体，19、短波通滤光片，20、补偿片，21、第五全反镜。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

一种单灯双ndyag晶体三次放大激光器，其组成包括：微片激光器1、法拉第隔离器3、第一ndyag晶体9和第二ndyag晶体14，所述的第一ndyag晶体、所述的第二ndyag晶体和氙灯12固定在循环水外壳15中，且所述的氙灯、所述的第一ndyag晶体和所述的第二ndyag晶体呈平行结构，沿所述的微片激光器的光传输方向设有第一凹透镜2、所述的法拉第隔离器、1/2波片4和第一凸透镜5，使所述的第一凹透镜和所述的第一凸透镜放大所述的微片激光器输出光的直径；沿第一全反镜6、第二全反镜7将p偏振光传输方向改变180度后，透过偏振片8后入射至所述的第一ndyag晶体的一端，并从所述的第一ndyag晶体的另一端出射，完成第一次放大；沿1/4波片10、第三全反镜11将p偏振光反向输出为斯托克斯光入射至所述的第一ndyag晶体的一端，并从所述的第一ndyag晶体另一端出射，完成第二次放大；通过偏振片的晶体双折射原理，所述的偏振片反射斯托克斯光，经由第四全反镜13入射至所述的第二ndyag晶体的第一端，并从所述的第二ndyag晶体的另一端出射，完成第三次放大。

实施例2：

根据实施例1所述的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，沿所述的第二ndyag晶体的另一端出射方向依次设有第二凹透镜16、第二凸透镜17、非线性晶体18、短波通滤光片19、补偿片20、第五全反镜21，以使斯托克斯光经由所述的第二凹透镜、所述的第二凸透镜放大斯托克斯光的直径以提高非线性晶体的利用率和转化效率。

实施例3：

根据实施例1或2所述的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，经由所述的非线性晶体、所述的短波通滤光片、所述的补偿片将1064nm的光束转化为532nm光束，进而经由所述的第五全反镜输出至激光输出端。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的单灯双ndyag晶体三次放大激光器，所述的短波通滤光片和所述的补偿片厚度完全一致，以补偿光路偏移。

实施例5：

第一ndyag晶体例如为7mm×120mm的ndyag晶体，第二ndyag晶体例如为8mm×120mm的ndyag晶体，第一凹透镜的尺寸例如为直径25.4mm、焦距例如为-30mm；非线性晶体例如采用尺寸为11mm×11mm×6mm的二倍频晶体。