专利名称：具有突变反射率的激光反射镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于激光谐振腔的反射镜。
反射镜是组成激光谐振腔的主要元件，激光器输出光束的功率、模式和光束质量主要由反射镜决定。现有的激光反射镜主要有二类，一类是均匀反射率的反射镜，由这类反射镜构成的谐振腔在约束稳定时输出高斯光束、厄米-高斯光束或拉盖尔-高斯光束；在非约束稳定时输出球面波。另一类是具有渐变反射率的反射镜，渐变的函数形式大部分为高斯型，其输出光束为高斯模。渐变反射率的反射镜可以输出基模，但是制作困难、输出功率降低较多，在需要特殊光强分布时就不能适应。
本发明的目的是提供一种制作简单方便，输出功率降低较少，能输出特定要求光强分布的特殊光束的激光反射镜。
本发明提供的具有突变反射率的激光反射镜，由基片和反射区构成，所述反射区分成内反射区和外反射区，两个反射区具有不同的反射率，内反射区的反射率小于外反射区的反射率。内反射区的几何形状可为圆形、椭圆形、方形、矩形或其他规则形状，外反射区的几何形状可为圆环形、椭圆环形、方框形、矩框形或类似的规则形状。所述的激光反射镜根据各种类型的激光器的具体要求，本发明可采用将透射光谱或反射光谱满足相应激光波长的电介质材料、金属材料或半导体材料在基片上进行套镀、光刻、离子刻、沉积、腐蚀，直接金加工或利用光学元件自身特性的一种方法或几种方法相结合制作，形成具有突变反射率的激光反射镜。
本发明的激光反射镜根据激光模式控制原理，两个反射区具有不同的反射率，边界上有突变，两个反射区的反射率大小由激光介质的增益系数和所需的光强分布进行选择匹配。内反射区的反射率小于外反射区的反射率，使得激光束主要从内反射区输出。通过调整两个反射区的反射率及几何形状、尺寸大小，就可以获得各种光强分布的输出。
本发明的激光反射镜适合于各种类型的激光器，可作为激光器的输出镜，也可置于激光腔内。由于本发明提供的激光反射镜的反射区边界上存在突变，因而制作时工艺比渐变反射率的反射镜简单。通过调整两个反射区的反射率和反射区的几何形状及尺寸，就可以实现各种特殊要求的光束，比如材料切割、打孔、材料焊接、热处理等。所以本发明提供的激光反射镜适应性强、应用面宽，而且不会明显降低输出功率。
图1为本发明突变反射率激光反射镜的结构示意图，1为内反射区，2为外反射区。
图2为突变反射率激光反射镜用作激光腔输出镜时的谐振腔结构示意图，3为突变反射率激光反射镜，4为激光谐振腔，5为谐振腔尾镜。
图3为突变反射率激光反射镜置于谐振腔内时的谐振腔结构示意图，6为谐振腔输出镜。
以下结合附图对本发明的实施例作详细描述。
实施例1参见附图1，本实施例提供的激光反射镜由基片和反射区构成，1为内射区，2为外反射区，内反射区1的反射率为0≤R1＜100％，外反射区2的反射率为0＜R2≤100％，内反射区的几何形状为圆形、椭圆形、方形、矩形的一种，外反射区的几何形状可相应为圆环形、椭圆环形、方框形、矩框形的一种。反射镜可采用镀膜或直接金加工的方法制备而成。
实施例2参见附图2，本实施例提供的激光反射镜用作CO2激光器的输出镜。该反射镜的内反射区的反射率为40％-85％，几何形状为圆形，直径为6-20毫米，外反射区的反射率为95％-100％，几何形状为圆环形，圆环的内外直径分别为6-20毫米与6-50毫米。内反射区的反射率可用镀多层介质膜来控制，外反射区的反射率可用镀金属膜加镀介质膜的方法来实现。配以适当的尾镜。本实施例提供的激光器产生的激光束适合于激光焊接和切割用，所引起的功率损耗小于10％。
实施例3参见图3，突变反射率激光反射镜用于固体板条激光器，位置放于腔内。该突变反射率反射镜的内反射区的反射率为0+δ，即为透明区，几何形状为矩形，外反射区的反射率为100％-δ，形状为矩框形，其中δ为微量修正值。
权利要求1．一种具有突变反射率的激光反射镜，由基片和反射区构成，其特征是所述反射区分成内反射区(1)和外反射区(2)，两个反射区具有不同的反射率，内反射区(1)的反射率小于外反射区(2)的反射率。
2．根据权利要求1所述的突变反射率激光反射镜，其特征是所述内反射区(1)的几何形状为圆形、椭圆形、方形、矩形的一种，所述外反射区(2)的几何形状相应为圆环形、椭圆环形、方框形、矩框形的一种。
3．根据权利要求1所述的突变反射率激光反射镜，其特征是内反射区的反射率R1满足0≤R1＜100％。
4．根据权利要求3所述的突变反射率激光反射镜，其特征是所述的内反射区的反射率为0+δ，为全透明区，δ为微量修正值。
5．根据权利要求1所述的突变反射率激光反射镜，其特征是所述的外反射区的反射率R2满足0＜R2≤100％。
6．根据权利要求5所述的突变反射率激光反射镜，其特征是外反射区的反射率为100％-δ，为全反射区，δ为微量修正值。
专利摘要一种具有突变反射率的激光反射镜,由基片和反射区构成,所述反射区分为内反射区和外反射区,两个反射区具有不同的反射率,内反射区的反射率小于外反射区的反射率。反射区的形状为各种规则几何图形,可采用镀膜、光学元件自身特性或直接金加工等方法制在基片上,利用该反射镜可以控制激光器的输出模式和光束质量,适合各种类型的激光器。
文档编号H01S3/086GK2305795SQ97224910
公开日1999年1月27日 申请日期1997年8月22日 优先权日1997年8月22日
发明者王绍民, 朱精敏, 陆璇辉, 林强, 赵道木, 沈卫根 申请人:杭州大学