一种使用高效率泵浦聚光腔的激光器的制造方法_2

文档序号:8653362阅读:来源:国知局
合循环水路,所述激光器电源分别与所述激光器主机和所述制冷机有线连接;所述激光器主机包括:0°反射镜1、泵浦聚光腔2、输出镜3、第一 45°反射镜4、第二 45°反射镜5、第三45°反射镜6、第四45°反射镜7、激光增益介质和泵浦源;在固定在所述泵浦聚光腔2上的第一激光增益介质出射光行进方向上设置所述输出镜3和所述第一 45°反射镜4,在所述第一45°反射镜4定向反射激光束方向上设置所述第二 45°反射镜5,在所述第二 45°反射镜5的定向反射激光束穿过固定在所述泵浦聚光腔2上的所述第三激光增益介质后再经过所述第三45°反射镜6反射,在所述第三45°反射镜6定向反射激光束方向上设置所述第四45°反射镜7,所述第四45°反射镜7定向反射的激光束穿过固定在所述泵浦聚光腔2上的所述第二激光增益介质输出;所述激光增益介质和所述泵浦源固定在所述泵浦聚光腔2中;所述0°反射镜1、所述泵浦聚光腔2、所述泵浦源、所述第一激光增益介质以及所述输出镜3组成所述激光器的振荡级。
[0040]实施例中,所述泵浦聚光腔2包括:腔芯13和两个端头,在所述腔芯13内部同一平面上设置5个通槽;两个所述端头分别固定在所述腔芯13的相对侧面,且每个所述端头上设置5个分别与5个所述通槽一一对应、相通的通孔。
[0041 ] 本实施例中,所述激光增益介质的数量是3个,均是Nd:YAG激光晶体,为图1中第一激光增益介质8、第二激光增益介质9、第三激光增益介质10 ;所述泵浦源的数量是2个,均是脉冲氙灯,为图1中第一泵浦源11,第二泵浦源12。
[0042]在本实施例中,所述0°反射镜靠近聚光腔的端面上镀有对1064nm激光的0°入射全反射膜、45°反射镜激光入射面上镀有对1064nm激光的45°入射全反射膜和所述输出镜(3)上激光入射面上镀有对1064nm激光的0°入射部分反射膜,所述输出镜(3)上激光出射面上镀有对1064nm激光的0°入射部分增透膜;其中,所述部分反射膜按需定制。
[0043]本实施例中,激光器主机与制冷机41用两根冷却水管连接,一根进水管一根出水管接到聚光腔上的两个接口上,形成一个闭合循环水路;激光器主机和激光器电源42之间由一组连线连接,包括给泵浦源的供电线和激光器主机内部的控制线;激光器电源和制冷机41之间由一根流量保护线相连,一旦制冷机中冷却水流量小于设计值,制冷机会反馈给激光电源一个信号,激光电源42即刻停止工作,防止流经聚光腔中的冷却水流量不够时,激光电源42继续放电导致聚光腔过热造成泵浦源和激光晶体损坏。
[0044]本实施例中,所述0°反射镜1、所述泵浦聚光腔2、所述泵浦源、所述第一激光增益介质以及所述输出镜3组成所述激光器的振荡级。泵浦聚光腔2的作用是通过光反射、折射等途径将第一泵浦源11和第二泵浦源12发射的泵浦光集中照射在激光增益介质(附图标记为8、9、10)上,以达到泵浦激光增益介质的目的。45°反射镜(附图标记为4、5、6、7)的作用是将激光定向反射,令激光依次通过第三激光增益介质10和第二激光增益介质9,达到增大激光输出能量的目的。第一激光增益介质8是激光器振荡级的增益介质,其作用是提供激光增益能力。第二激光增益介质9和第三激光增益介质10是激光器放大级的增益介质,其作用是提高激光增益能力。第一泵浦源11和第二泵浦源12的作用是为激光器提供泵浦源。固定在聚光腔的腔体13两端的端头的作用是为第一激光增益介质8、第二激光增益介质9、第三激光增益介质10、第一泵浦源11和第二泵浦源12提供机械固定,腔体13的作用是为第一泵浦源11和第二泵浦源12提供光线的反射、汇聚功能。
[0045]本实施例中,泵浦聚光腔2包括了三个独立的激光增益介质,即附图标记为8、9、10。泵浦聚光腔2包括了两个独立泵浦源,即附图标记为11、12。本实施例中所述的泵浦聚光腔的结构紧凑,可合理高效利用泵浦源发射的光线,并将其汇聚于激光增益介质上,达到高效率泵浦激光增益介质的目的。聚光腔腔体13内部采用循环制冷液体或气体,达到冷却的目的。
[0046]在本实施例中,所述激光器还包括:设置在所述激光器主机出光口的非线性变频模块;所述非线性变频模块是二倍频模块和三倍频模块组合,所述二倍频模块和所述三倍频模块从所述激光器主机出光口开始顺序依次设置;所述非线性变频模块,所述非线性模块的作用是对入射到其中的激光进行频率转换,即一种波长的激光进入所述非线性模块,一部分入射激光就会转换成其他波长的激光,这样由所述非线性输出的激光中就会有其他波长的激光,再用分光片将实际应用所需要的激光导出即可。
[0047]参照图9,在本实施例中,所述激光器还包括:设置在所述激光器主机出光口和所述非线性变频模块之间的激光放大器;其中,所述激光放大器:设置在所述激光器主机出光口和所述非线性变频模块之间的激光放大器;其中,所述激光放大器包括:固定在泵浦聚光腔A 90通槽中的三支泵浦源(标号91,92和93)和两支激光增益介质(标号94和95),且所述激光增益介质与所述泵浦源交错设置;所述激光放大器还包括:分别设置在一个激光增益介质上的出光口和另一个激光增益介质上的入光口的两个45°反射镜A ;所述两个45°反射镜A的迎光面上镀有对1064nm激光的45°入射全反射膜。所述激光放大器的作用是:一束激光器入射到激光放大器,激光放大器中所储存的能量就会释放出来随入射激光一起从所述激光放大器中输出,此时出射激光的能量比入射激光的能量大,即入射激光经过所述激光放大器后,能量得到了放大。
[0048]本实施例中,激光器整体光路结构包括附图标记为0°反射镜1、聚光腔2、输出镜3和第一增益介质8及泵浦源组成的激光振荡级,其作用是通过腔内振荡增益产生脉冲或连续激光,并由输出镜3输出。激光输出后被第一 45°反射镜4和第二 45°反射镜5反射后,通过第三激光增益介质10,然后输出的激光被第三45°反射镜6和第四45°反射镜7反射,最后通过第二激光增益介质9,最后进行激光输出。本实施例中的激光通过增益介质后其能量获得增大,实现了本振输出、一级放大、二级放大的功能,高效利用了泵浦源能量。
[0049]使用本实施例中描述的结构,在相同电源注入能量的前提下,可输出更高脉冲能量的1064nm激光脉冲。
[0050]实施例2
[0051]参照图6,本实施例与实施例1的区别在于,在所述0°反射镜I与所述输出镜3之间的激光方向轴上还可设置Q开关31,所述Q开关31设置在所述0°反射镜I与所述聚光腔2之间。如本领域技术人员知:Q开关可以控制激光的输出方式,是脉冲输出还是连续输出,采用不同种类的Q开关还可以得到不同脉冲宽度,即不同脉冲持续时间的激光。
[0052]在本实施例中,所述激光器还包括:设置在所述激光器主机出光口的非线性变频模块;所述非线性变频模块是二倍频模块、三倍频模块和OPO模块组合,所述二倍频模块、所述三倍频模块和所述OPO模块从所述激光器主机出光口开始顺序依次设置。
[0053]实施例3
[0054]参照图7,本实施例与实施例1的区别在于,在所述0°反射镜I与所述输出镜3之间的激光方向轴上还可设置Q开关31、第一 1/4玻片32和第一偏振片33,所述Q开关31、所述第一 1/4玻片32和所述第一偏振片33配合完成调Q过程。
[0055]在本实施例中,所述激光器还包括:设置在所述激光器主机出光口的非线性变频模块;所述非线性变频模块是二倍频模块和OPO模块组合,所述二倍频模块和所述OPO模块从所述激光器主机出光口开始顺序依次设置。
[0056]实施例4
[0057]参照图8,本实施例与实施例3的区别在于,在所述0°反射镜I与所述输出镜3之间的激光方向轴上还可设置:柱面镜34、1/4玻片组、小孔光阑37和第二偏振片38,其中,所述1/4玻片组包括第二 1/4玻片35和第三1/4玻片36,所述第二 1/4玻片35和第三1/4玻片36需同时设置在所述聚光腔2激光方向轴的两侧。
[0058]所述柱面镜
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