微型固体激光器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光科学应用领域，特别涉及一种微型固体激光器。
【背景技术】
[0002] 激光器应用范围非常广泛，其具有体积小、重量轻、转换效率高、输出光束质量好 等优点，近年来得到迅猛发展，尤其在激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制 造、激光雕亥I」、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔、切割、焊接、军事国防安全、 医疗器械仪器设备、大型基础建设等具有广泛的应用。
[0003] 被动调Q是获得脉冲激光输出的常用方法，基于可饱和吸收效应的被动调Q固体 激光器具有体积小、结构紧凑、调Q效率高等优点，在很多领域有很好的应用前景，但是被 动调Q激光器输出脉冲能量不够高，在很大程度上限制了其应用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种体积小巧且输出能量高的微型固体激光器。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种提升固体激光器输出能量的方法，其工 作步骤包括：
[0006] S1、泵浦系统辐射出光能，通过聚光系统实现泵浦源与工作物质的耦合；
[0007] S2、光学谐振腔提供光学正反馈维持激光持续振荡以形成受激发射，并限制振荡 光束的方向和频率；
[0008] S3、振荡光束通过工作物质实现激光的输出；
[0009] S4、输出的激光通过放大物质实现激光的放大。
[0010] 其中，工作物质包括第一激光晶体，该第一激光晶体的一端镀上半透膜，另一端镀 上增透膜；放大物质包括第二激光晶体；该第二激光晶体的两端分别镀上增透膜。
[0011] 利用该方法提升的输出能量增益Ge~exp( 0A^L);其中：
[0012] 〇为斯特藩-玻尔兹曼常数，A队是粒子反转数，L是两端分别镀上增透膜的激 光晶体棒的总长度。
[0013] 通过给激光器的光路上增设一个两端镀上增透膜的激光晶体，使得该激光晶体在 激光器中充当放大介质的作用，从而构成单程行波放大结构。单程行波激光放大是一种非 反馈激光放大，入射信号光在处于粒子数反转的激光放大介质中随作用距离的增大而不断 地被放大。
[0014] 此外，本发明还提供了一种微型固体激光器，包括不少于2根激光晶体组和快速 腔内光开关；
[0015] 激光晶体组包括第一激光晶体和第二激光晶体；
[0016] 第一激光晶体位于快速腔内光开关前端，第一激光晶体镀上增透膜的一端靠近快 速腔内光开关；
[0017] 第二激光晶体、第一激光晶体、快速腔内光开关依次排列放置于同一光路上。
[0018]目前在市面上常见的固体激光器中，多采用单条50mm长的激光晶体作为工作物 质。在本发明中，采用的是不少于2条的激光晶体组，其中一条的一端镀上增透膜，另一端 镀上半透膜，作为工作物质。其余的激光晶体的两端均分别镀上增透膜，即为上述的放大介 质，两端镀有增透膜的激光晶体、第一激光晶体、快速腔内光开关依次排列放置于同一光路 上，实现激光输出能量的放大。
[0019] 作为可选的，激光晶体包括钇铝石榴石。除钇铝石榴石之外，还可以是其他常用的 激光晶体。
[0020] 作为可选的，钇铝石榴石掺杂有铒元素。除铒元素外，钇铝石榴石也可以掺杂钕元 素。
[0021] 作为优选的，第一激光晶体的长度大于或等于18_，且小于或等于22_ ;第二激 光晶体的长度大于或等于20mm，且小于或等于30mm。
[0022] 根据调Q激光器基本理论可知，调Q激光器的峰值功率为：
【主权项】
1. 一种提升固体激光器输出能量的方法，其特征在于，其工作步骤包括： 51、 泵浦系统辐射出光能，通过聚光系统实现泵浦源与工作物质的耦合； 52、 光学谐振腔提供光学正反馈维持激光持续振荡以形成受激发射，并限制振荡光束 的方向和频率； 53、 振荡光束通过工作物质实现激光的输出； 54、 输出的激光通过放大物质实现激光的放大。
2. 根据权利要求1所述的提升固体激光器输出能量的方法，其特征在于，所述工作物 质包括第一激光晶体； 所述第一激光晶体的一端镀上半透膜，另一端镀上增透膜。
3. 根据权利要求1所述的提升固体激光器输出能量的方法，其特征在于，所述放大物 质包括第二激光晶体； 所述第二激光晶体的两端分别镀上增透膜。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的提升固体激光器输出能量的方法，其特征在 于，所述方法提升的输出能量增益Ge ~ exp (〇 ANtlL);其中： 所述C为斯特藩-玻尔兹曼常数，所述ANtl是粒子反转数，所述L是所述两端分别镀 上增透膜的激光晶体棒的总长度。
5. -种微型固体激光器，其特征在于，包括不少于2根激光晶体组和快速腔内光开关； 所述激光晶体组包括第一激光晶体和第二激光晶体； 所述第一激光晶体位于所述快速腔内光开关前端，所述第一激光晶体镀上增透膜的一 端靠近所述快速腔内光开关； 所述第二激光晶体、第一激光晶体、快速腔内光开关依次排列放置于同一光路上。
6. 根据权利要求5所述的微型固体激光器，其特征在于，所述激光晶体组包括大于或 等于3根激光晶体，除所述第一激光晶体外的所述激光晶体的两端分别镀上增透膜； 所述两端镀有增透膜的激光晶体、第一激光晶体、快速腔内光开关依次排列放置于同 一光路上。
7. 根据权利要求5所述的微型固体激光器，其特征在于，所述激光晶体包括钇铝石榴 石。
8. 根据权利要求5所述的微型固体激光器，其特征在于，所述第一激光晶体的长度大 于或等于18mm，且小于或等于22mm ;所述第二激光晶体的长度大于或等于20mm，且小于或 等于30_。
9. 根据权利要求5所述的微型固体激光器，其特征在于，所述第一激光晶体的直径大 于或等于3mm，且小于或等于4mm〇
10. 根据权利要求5至9中任意一项所述的微型固体激光器，其特征在于，所述半透膜 的透过率大于或等于40%，且小于或等于60% ;所述增透膜的透过率大于或等于99. 8%。
【专利摘要】本发明涉及一种激光器，提供了一种基于YAG的被动调Q激光器的放大方法以及具有放大效果的基于YAG的被动调Q激光器。本发明通过缩短用于产生激光的YAG，并在腔内增设一条两端镀上增透膜的YAG晶体，从而实现固体激光器的放大功能。通过此种方式，不仅可以实现固体激光器的放大功能，而且固体激光器的体积也不会增大，使本发明的激光器具有便捷性和实用性。
【IPC分类】H01S3-16, H01S3-11
【公开号】CN104868356
【申请号】CN201510279426
【发明人】许萍, 徐文
【申请人】苏州工业职业技术学院
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月27日