一种激光管的制作方法

1.本实用新型涉及光学技术领域，具体为一种激光管。


背景技术：

2.在制作生产二氧化碳激光器的过程中，需要为谐振腔安装一种耦合输出装置，使谐振腔中的激光耦合输出。目前玻璃管二氧化碳激光管的输出耦合装置一般采用一个光学镜片来实现，但是在实际应用中，会遇到输出光束的指向性问题和输出光束的旁瓣问题。具体表现为输出的激光中伴有杂散光的情况。激光束指向一致性和光束旁瓣产生均与激光管输出镜片有直接关系。当然通过改变光学、电子学和机械学在内的很多参数都会对激光管输出光束的稳定性、指向性和光束旁瓣有影响。本专利采用改变输出镜片的方法是因为此方法简单易行。
3.为更清楚起见，下面简单介绍光学平板的性质。
4.光在遇到不同介质分界面时，会发生反射与折射现象，而与该分界面上折射率是突变的，还是渐变的无关。即使在同一种介质中，只要折射率不均匀，光的传播方向(包括速度)也会发生改变。每一个透射式镜片都有两个面，光在通过镜片时实际上发生了多次反射和多次折射，即使镜片两个表面已镀有全反射和/或全增透膜也不能完全消除这种现象的，因为任何膜层的作用都不能达到100％。
5.光学平板是最重要、最基本的光学元件。根据用途，其两个表面可以不镀膜，也可以根据需要镀光学膜，还可以两个表面分别镀制不同作用的光学膜。镀膜光学平板的光学性能由材料本身参数、反射定律、折射定律、全反射、菲涅尔公式、布儒斯特定律、薄膜光学性质决定。
6.杂散光主要受到谐振腔衍射、散射、大角度反射的约束。因此，想要有效地解决杂散光的问题，除了调节谐振腔精度之外，如何消除和减弱大角度反射成为了解决问题的关键。


技术实现要素：

7.本实用新型目的在于提供一种激光管，通过在激光管谐振腔输出端加楔形平板，从而削弱激光器输出的激光伴有的杂散光。
8.为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种激光管，包括全反射镜、玻璃管和楔形平板，所述全反射镜和楔形平板安装在玻璃管的两端；
9.所述楔形平板包括第一平面和第二平面，所述第二平面为斜面，所述第一平面与玻璃管垂直，所述反射镜、玻璃管和楔形平板的第一平面构成谐振腔。
10.进一步的，在本实用新型中，还包括卡箍和金属头，所述卡箍用于固定楔形平板，所述金属头将楔形平板与玻璃管连接。
11.进一步的，在本实用新型中，还包括负电极、正电极和水冷却层，所述负电极和正电极设置在玻璃管的两端，所述水冷却层位于玻璃管的外侧。
12.进一步的，在本实用新型中，所述楔形平板的第二平面为3-10弧分。
13.进一步的，在本实用新型中，所述全反射镜与楔形平板的第一平面平行，所述全反射镜与玻璃管垂直。
14.进一步的，在本实用新型中，所述楔形平板采用带有楔角的硒化锌镜片或者锗镜片。
15.有益效果，本技术的技术方案具备如下技术效果：
16.本实用新型通过在激光管谐振腔输出端加楔形平板，从而削弱激光器输出的激光伴有的杂散光，消除楔形平板(输出镜)第二平面反射问题。消除放电管内壁略入射的反射问题，能够消除或减弱杂散光。
17.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
18.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
19.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
20.图1为本实用新型的结构及光路示意图。
21.图2为本实用新型的结构及光路示意图。
22.图3为现有的激光管的结构及光路示意图。
23.图4为现有的激光管的结构及光路示意图。
24.图5为楔形平板的安装示意图。
25.图6为本实用新型激光管的结构示意图。
26.图中，各附图标记的含义如下：1、全反射镜；2、玻璃管；3、楔形平板；4、谐振腔；301、第一平面；302、第二平面；5、垂直平板；6、卡箍；7、金属头；8、负电极；9、正电极；10、水冷却层。
具体实施方式
27.为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
28.一种激光管，如图5和6，包括全反射镜1、玻璃管2和楔形平板3，楔形平板3或为楔角镜，全反射镜1和楔形平板3安装在玻璃管2的两端；还包括卡箍6、金属头7、负电极8、正电
极9和水冷却层10，卡箍6用于固定楔形平板3，金属头7将楔形平板3与玻璃管2连接。负电极8和正电极9设置在玻璃管2的两端，水冷却层10位于玻璃管2的外侧。
29.楔形平板3包括第一平面301和第二平面302，第二平面302为斜面，第一平面301与玻璃管2垂直，反射镜1、玻璃管2和楔形平板3的第一平面301构成谐振腔4。全反射镜1与楔形平板3的第一平面301平行，全反射镜1与玻璃管2垂直。
30.如图1和2所示，使用本方法，全反射镜1，玻璃管2与楔形平板3构成。因为楔形平板3存在一定的角度，楔角按3弧分算，对于折射率2.4的输出镀膜镜片，所以输出激光主光束5与激光器光轴会有0.12
°
的角度偏离，相当于1米距离上输出光偏离光轴2.1mm。楔形平板的楔角可以避免光束多重反射带来的多重干扰。
31.而未使用楔形平板的方法如图3和4所示，全反镜1，玻璃管2与平行镜3构成谐振腔。垂直平板(输出镜)第一个表面a和全反射镜1组成了激光管正常输出的谐振腔，垂直平板(输出镜)第二表面a的反射效应，则相当于垂直平板(输出镜)的第二表面a和全反射镜1一起组成了另外一个“副谐振腔”；这样两个谐振腔的存在，就有可能使得激光管在由谐振腔行程正常输出的主光束之外，另外再由“副谐振腔”附加产生一个杂散光。由于非对称的原因，杂散光所在的光束截面位置与输出镜的薄厚方向存在着密切的关联性，这种杂散光一般都会出现在主光束中心的某一侧。
32.图1和2采用楔形平板3(楔角镜)后，由于楔角镜两个面的不平行性，由楔角镜第二表面的直接反射光和该反射光通过放电管光滑内壁略入射的间接反射光到达谐振腔另一端的全反射镜上后，还会再次被反射；在这个多次往返过程中，大角度的反射光就会超出谐振腔的谐振范围不能形成振荡而损耗掉，这样就有力地消除或削弱了反射光形成振荡输出的可能性，这就意味着改善了杂散光的问题。
33.进一步的说，是由全反射镜面和输出镜前后两个表面反射的振荡光束会通过放电管内壁的略入射(指的是90度入射角的入射)作用形成二次、三次和多次反射，这些反射中的其中任何一部分一旦经过在谐振腔内的往返增益放大过程超过振荡阈值，就会产生旁瓣输出(杂散光的一种)。
34.本实用新型通过在激光管谐振腔输出端加楔形平板，从而削弱激光器输出的激光伴有的杂散光，消除楔形平板(输出镜)第二平面反射问题。消除放电管内壁略入射的反射问题，能够消除或减弱杂散光。
35.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。