无tec恒温小型风冷重频dpl激光器的制造方法_2

文档序号:9305980阅读:来源:国知局
量高且激光器体积小,从而解决了 TEC恒温带来的若干问题。能适用于多种机载或车载激光测距/指示仪。
[0011]安装在钛合金框体17 —个端面的三面相互垂直的四面体三棱镜9,其入射光线始终与出射光线始终保持平行,在激光器整体结构尺寸不变的条件下,能将谐振腔内的光路增大一倍,使激光器的束散更小,光束质量增加,且不受本身形变的影响,使激光器比使用普通转向镜的更加稳定可靠。安装于同一金属结构面上的全反射镜2与输出镜I组成的谐振腔,可抵消在高低温环境和冲击振动下由于金属结构面的变形而导致的激光谐振腔的变形,从而解决了将全反射镜与反射镜安装在不同金属结构面上的普通激光器,在高低温和冲击振动环境下脉冲激光输出不稳定的问题,以及在-40°C?+65°C的高低温环境振动条件下工作不可靠的问题。为激光器能有较大的激光能量输出和高的激光光学质量提供了条件。
[0012]本发明用钛合金制作的框体17,既提高了结构强度又减轻了激光器的重量。且K9玻璃制作的激光光学元件的热膨胀系数与钛合金框体的接近,且结构强度高,变形小,不与特种冷却液起化学反应,避免了一般激光器中两者的不同而导致的激光器在高低温环境下的综合变形。
[0013]本发明激光器谐振腔内采用一个三面相互垂直的四面体三棱镜9作为转轴棱镜,由于其入射光线始终与出射光线保持平行,光路不受本身形变的影响,它的使用使得该激光器比使用普通转向镜更加稳定可靠。全反射镜2与输出镜(部分反射镜)I安装于同一金属结构面上,这样的安装方式可抵消在高低温环境下由于金属结构面的变形而导致的激光谐振腔的变形,从而使该激光器比普通的I与2安装在不同的金属结构面上的激光器更加适用于高低温环境。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0015]图1是本发明无TEC恒温小型风冷重频DPL激光器激光谐振腔构造示意图。
[0016]图2是图1激光器的光路图。
[0017]图3是图1二极管激光阵列栗浦模块的构造示意图。
[0018]图4是图1 二极管激光阵列栗浦源15安装的示意图。
[0019]图中:I输出镜、2全反射镜、3双光楔、4四分之一波片、5RTP调Q晶体、6偏振片、7晶体座、8激光工作介质YAG板条晶体、9四面体三棱镜、10x-y柱面镜、11 二极管激光阵列栗浦源热沉、12陶瓷加热片、13风冷散热片、14高速冷却风机、15 二极管激光阵列栗浦源、16温度传感器、17钛合金框体。
【具体实施方式】
[0020]参阅图1。在以下描述的实施例中,无TEC恒温小型风冷重频DPL激光器采用了安装在箱体盖板上的+40 °C?+70°C宽温度范围的二极管激光阵列栗浦源15,散热片13、高效陶瓷加热片12、小型高速冷却风机14和温度传感器16。还包括,安装在框体17中的激光工作介质8及其热传导散热晶体座7、陶瓷加热片12、散热片13、高速冷却风机14,激光谐振腔及其光学元件,所有的光学元件都置于一个长方体的钛合金框体结构件17中。激光工作介质8可以是板条状介质,也可以是圆柱状介质。其栗浦部分的特征在于,宽温度范围高效二极管激光阵列栗浦源15、陶瓷加热片12、散热片13、温度传感器16和高速冷却风机14构成的栗浦结构部件,能够在_40°C?+65°C环境下,无TEC恒温,以20Hz?30Hz脉冲重复频率稳定可靠的发射波长为808nm脉宽200us的栗浦光。安装在钛合金框体17中的激光谐振腔部分由输出镜1、全反镜2、双光楔3、1/4波片4、电光调Q晶体5、偏振片6、四面体三棱镜9和激光工作介质8、x-y方向柱面镜10等构成,其中全反镜2与输出镜I安装在钛合金箱体17的同一端,四面体三棱镜9安装在钛合金箱体17的另一端,三棱镜的特点是入射光线始终与出射光线保持平行,它与全反镜2和输出镜I构成稳定可靠的180°折叠谐振腔;激光工作介质8安装在晶体座7上,与x-y方向柱面镜10、输出镜I处于折叠腔的一条边上,全反镜2、双光楔3、1/4波片4、电光调Q晶体5、偏振片6位于折叠腔的另一条边上,平行地排列安装在钛合金框体17内二极管激光阵列栗浦源15在低温至常温范围-40°C?+39°C下,由陶瓷加热片12快速加热。当二极管激光阵列栗浦源15加热至+40°C达到其正常工作温度范围时,温度传感器16启动使加热片12停止加热,使栗浦源15能够正常工作。而在+65°C环境下,加上由于栗浦源15工作自身也要发热,当其温度高于+70°C时,由高速冷却风机14快速冷却二极管激光阵列栗浦源15至+70°C以下,达到其正常工作温度范围,使其能够正常工作。
[0021]安装在钛合金框体17内的激光工作介质8、激光谐振腔及其他光学元器件,输出镜1、全反射镜2是现有技术已有的元件,安装于同一钛合金金属框体17结构面的一端上,并与安装在钛合金框体17另一端的四面体三棱镜9 一起组成180°折叠谐振腔。电光开关5与普通激光器中的一样采用铌酸锂或RTP电光调Q晶体5、偏振片6与普通激光器中的一样。而一般固体激光器的激光谐振腔的输出镜和全反射镜位于其谐振腔的两端,即安装在不同的金属结构面上,其折叠光路所用的也是一般的屋脊直角棱镜。
[0022]在图2描述的DPL激光器谐振腔的光路中,输出镜1、全反射镜2安装在钛合金框体17的一个端面上,一个三面相互垂直的四面体三棱镜9安装在框体17的另一个端面上。x-y柱面镜10、激光工作介质YAG板条晶体8同光轴,位于输出镜1、四面体三棱镜9上内侧面之间,二极管激光阵列栗浦源15分布于所述激光工作介质YAG板条晶8上方。光路中x-y方向柱面镜10的使用,也可以是单独X或单独y方向的柱面镜的使用。全反镜2、双光楔3、1/4波片4、电光开关5、偏振片6同光轴顺次排列于四面体三棱镜9下内侧面,依次安装在钛合金框体17中,它们处于激光折叠腔的一条边上;激光工作介质8安装在晶体座7上,与x-y方向柱面镜10、输出镜I依次安装在钛合金框体17中,它们处于激光折叠腔的另一条边上。
[0023]在图3描述的二极管激光阵列栗浦源模块中,二极管激光阵列栗浦源模块包括安装在散热片13延伸平面板上的小型高速冷却风机14、陶瓷加热片12、温度传感器16,二极管激光阵列栗浦源热沉11、二极管激光阵列栗浦源15、激光工作介质晶体8以及晶体座7,其中,散热片13依次排列,陶瓷加热片12紧贴于散热片13下方底平面上,一端相连温度传感器16,位于散热片13与二极管激光阵列栗浦源热沉11之间。激光工作介质晶体8固联在晶体座7上,位于二极管激光阵列栗浦源15下方,温度传感器16通过固定螺钉固定在二极管激光阵列栗浦源热沉11上,控制二极管激光阵列栗浦源15 二极管的工作温度。
[0024]为了保证二极管激光阵列栗浦源的良好散热,二极管激光阵列栗浦源15是通过金属In焊在二极管激光阵列栗浦源热沉11上的,而二极管激光阵列栗浦源热沉11又与高效陶瓷加热片12和散热片13之间通过金属In薄片紧密热接触,保证二极管激光阵列栗浦源在低温_40°C环境时,能被陶瓷加热片12很快加热到+40°C,到达二极管激光阵列栗浦源的正常工作点,也能保证在+65°C高温环境时,二极管激光阵列栗浦源自身温度当超过+70°C时,能被小型高速冷却风机14强迫风冷散热片13降温,使之冷却到低于+70°C,从而到达二极管激光阵列栗浦源的正常工作点。为了保证激光工作介质晶体8的良好散
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