椭圆曲面腔碟片激光器的制作方法

本发明涉及激光器，尤其涉及一种椭圆曲面腔碟片激光器。

背景技术：

1、碟片激光器，主要是利用碟片状激光晶体作为激光器的增益介质，由于激光晶体厚度薄，热源与热沉间的距离很小，因而即使在泵浦功率密度很高的情况下，晶体内部的升温也不会很大，径向温度梯度小，晶体内部温度的这种均匀分布极大消除了晶体的热形变，使之具有较好的光束质量。

2、目前，由于碟片激光器增益介质较薄，单次吸收泵浦的能力有限，因此导致泵浦效率低。

技术实现思路

1、本发明提供一种椭圆曲面腔碟片激光器，用以解决现有技术中碟片激光器的泵浦效率低的问题。

2、本发明提供一种椭圆曲面腔碟片激光器，包括：椭圆曲面反射腔（1）和碟片激光晶体（2）；

3、所述椭圆曲面反射腔（1）是由椭圆腔体和与所述碟片激光晶体（2）共面的平面构成的封闭腔体，所述碟片激光晶体（2）设置在所述椭圆腔体中的一个焦点处，所述椭圆曲面反射腔（1）包括一个长轴顶点和两个短轴顶点，在所述椭圆腔体上除所述长轴顶点外的位置设置有至少一个泵浦光输入孔，用于泵浦光的注入，在所述长轴顶点处设置有输出孔，用于输出激光。

4、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的光纤泵浦源（3）、泵浦光束整形器（4）和输出镜（5）；

5、所述光纤泵浦源（3）通过所述泵浦光束整形器（4）连接于所述泵浦光输入孔，所述输出镜（5）连接于所述输出孔；

6、所述光纤泵浦源（3）用于向所述碟片激光晶体（2）发射泵浦光，所述泵浦光束整形器（4）用于将所述光纤泵浦源（3）输出的泵浦光，整形成与所述椭圆曲面腔碟片激光器的激光谐振模式相匹配的泵浦光斑，所述输出镜（5）用于实现激光的高透以及泵浦光的高反。

7、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述碟片激光晶体（2）的正面镀有对泵浦光和激光高透的第一膜层，所述碟片激光晶体（2）的背面镀有对泵浦光和激光高反的第二膜层，所述碟片激光晶体（2）的正面朝向所述输出孔。

8、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述椭圆曲面反射腔（1）的腔体内部镀有对泵浦光高反的膜层。

9、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的冷却系统（6），所述冷却系统（6）连接于所述碟片激光晶体（2），用于对所述碟片激光晶体（2）进行冷却。

10、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述冷却系统（6）包括：衬底、铜热沉和水嘴，所述碟片激光晶体（2）连接于所述衬底，所述衬底连接于所述铜热沉，所述水嘴设置在所述铜热沉上，用于与所述铜热沉中的微通路连通，所述微通路用于承载冷却液。

11、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述碟片激光晶体（2）通过焊接或键合的方式连接于所述衬底。

12、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的种子光源（7）、偏振片（8）、半波片（9）和90度偏振分光模块（10）；

13、其中，所述种子光源（7）发射的种子激光经由所述偏振片（8）、所述半波片（9）、所述90度偏振分光模块（10）和输出孔，入射至所述碟片激光晶体（2）。

14、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述半波片（9）和所述90度偏振分光模块（10）的双侧均镀有第一波长的增透膜层，所述偏振片（8）的表面镀有p光高透膜和s光高反膜，所述种子光源（7）用于输出以所述偏振片（8）的p谐振方向入射的种子激光；其中，所述第一波长为所述种子激光的波长。

15、根据本发明提供的一种椭圆曲面腔碟片激光器，所述种子光源（7）用于发射光纤激光、半导体激光和光参量激光中的至少一项。

16、本发明提供的椭圆曲面腔碟片激光器，包括椭圆曲面反射腔和碟片激光晶体，其中，椭圆曲面反射腔是由椭圆腔体和与碟片激光晶体共面的平面构成的封闭腔体，而碟片激光晶体设置在椭圆腔体中的一个焦点处，具体设置的焦点位置，可以使椭圆曲面反射腔包括一个长轴顶点和两个短轴顶点，另外，在椭圆腔体上除长轴顶点外的位置设置有至少一个泵浦光输入孔，可以通过此孔注入泵浦光，还在长轴顶点处设置有输出孔，用于输出激光。根据椭圆的光学性质，经焦点发出的光，可以经多次反射后再次照射到碟片激光晶体上，所有通过泵浦光输入孔输入的泵浦光光线，都可以重复上述过程，通过多次泵浦碟片激光晶体，最后由碟片激光晶体在激光谐振的作用下形成激光输出，本发明采用椭圆曲面反射腔结构实现了碟片激光晶体对泵浦光的多次吸收，使得泵浦功率密度分布合理，实现高功率输出，可以高效利用泵浦光资源，提高了泵浦效率。同时，该椭圆曲面腔碟片激光器的体积可以较小、机械结构和调整简单、质量较轻，便于工业应用。

技术特征：

1.一种椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，包括：椭圆曲面反射腔（1）和碟片激光晶体（2）；

2.根据权利要求1所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的光纤泵浦源（3）、泵浦光束整形器（4）和输出镜（5）；

3.根据权利要求1所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体（2）的正面镀有对泵浦光和激光高透的第一膜层，所述碟片激光晶体（2）的背面镀有对泵浦光和激光高反的第二膜层，所述碟片激光晶体（2）的正面朝向所述输出孔。

4.根据权利要求1所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述椭圆曲面反射腔（1）的腔体内部镀有对泵浦光高反的膜层。

5.根据权利要求1至4任一项所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的冷却系统（6），所述冷却系统（6）连接于所述碟片激光晶体（2），用于对所述碟片激光晶体（2）进行冷却。

6.根据权利要求5所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述冷却系统（6）包括：衬底、铜热沉和水嘴，所述碟片激光晶体（2）连接于所述衬底，所述衬底连接于所述铜热沉，所述水嘴设置在所述铜热沉上，用于与所述铜热沉中的微通路连通，所述微通路用于承载冷却液。

7.根据权利要求6所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体（2）通过焊接或键合的方式连接于所述衬底。

8.根据权利要求2所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述椭圆曲面腔碟片激光器还包括：设置在所述椭圆曲面反射腔（1）外的种子光源（7）、偏振片（8）、半波片（9）和90度偏振分光模块（10）；

9.根据权利要求8所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述半波片（9）和所述90度偏振分光模块（10）的双侧均镀有第一波长的增透膜层，所述偏振片（8）的表面镀有p光高透膜和s光高反膜，所述种子光源（7）用于输出以所述偏振片（8）的p谐振方向入射的种子激光；其中，所述第一波长为所述种子激光的波长。

10.根据权利要求8或9所述的椭圆曲面腔碟片激光器，其特征在于，所述种子光源（7）用于发射光纤激光、半导体激光和光参量激光中的至少一项。

技术总结
本发明提供一种椭圆曲面腔碟片激光器，涉及激光器技术领域，激光器包括椭圆曲面反射腔和碟片激光晶体；椭圆曲面反射腔是由椭圆腔体和与碟片激光晶体共面的平面构成的封闭腔体，碟片激光晶体设置在椭圆腔体中的一个焦点处，椭圆曲面反射腔包括一个长轴顶点和两个短轴顶点，在椭圆腔体上除长轴顶点外的位置设置有至少一个泵浦光输入孔，用于泵浦光的注入，在长轴顶点处设置有输出孔，用于输出激光。本发明采用椭圆曲面反射腔结构实现了碟片激光晶体对泵浦光的多次吸收，使得泵浦功率密度分布合理，实现高功率输出，可以高效利用泵浦光资源，提高了泵浦效率。同时，激光器的体积可以较小、机械结构和调整简单、质量较轻，便于工业应用。

技术研发人员：束庆邦,查根胜,王从柯,舒剑,孟献国,冯程宝
受保护的技术使用者：安徽华创鸿度光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16