CN101719619A - 一种用于单频激光器的激光腔型 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于单频激光器的激光腔型，包括：用于光纤耦合输出的泵浦源；在45°的情况下，对于泵浦光高透，对于振荡光高反的第一平面镜；作为谐振腔的输出镜的第二平面镜；在45°的情况下，对于振荡光高反的第三平面镜；在45°的情况下，对于振荡光高反的第四平面镜；对于振荡光高透，具有一定焦距的第一透镜；对于振荡光高透，具有一定焦距的第二透镜；以及激光晶体。利用本发明，不仅可以方便摆放更多的元器件，而且通过改变透镜的焦距，可以很容易的实现激光腔的模式匹配。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其涉及一种用于单频激光器的激光腔型。
背景技术
采用环形腔消除空间烧空效应，从而实现单频的激光输出。目前一般有两种激光腔型，一种是“口”字形腔，另一种是“8”字形腔。
如图1所示，图1是传统的“口”字形激光腔型的示意图，在实际操作中，由于传统的“口”字形腔，依靠晶体热透镜的大小来保持腔的稳定性，所以很难实现泵浦光和振荡光的模式匹配，从而限制了单频激光的输出功率。
如图2所示，图2是传统的“8”字形激光腔型的示意图，在实际操作中，有如下问题：
1)从光纤耦合头输出的半导体激光器到激光晶体中间有一个耦合头，由于对于不同的耦合系数的耦合头有着不同的焦距，而激光晶体靠近耦合头的一面，需要位于激光耦合头的焦距附近。就是说平面镜2到晶体8的距离调节范围比较小，而如果平面镜2上的偏折角过小，晶体将会挡光；偏折角过大，由于镜子5为凹面镜，将引入更大的像散，限制了单频激光的输出功率。
2)由于“8”字形腔，存在激光的交叉点，所以在腔内摆放元器件的时候，很容易由于元器件的大小而挡光，十分不方便。
3)由于“8”字形腔，存在激光的交叉点，在腔内可以摆放元器件的位置就减少了，所以在腔内很难摆放很多元器件。
为了获得高功率的单频激光的输出，必须克服以上两种传统腔型的缺点，设计一种腔型，既能保证更方便的摆放更多的元器件，同时又能很好的实现泵浦光和振荡光的模式匹配。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种用于单频激光器的激光腔型，以既能保证更方便的摆放更多的元器件，同时又能很好的实现泵浦光和振荡光的模式匹配。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种用于单频激光器的激光腔型，包括：
用于光纤耦合输出的泵浦源1；
在45°的情况下，对于泵浦光高透，对于振荡光高反的第一平面镜2；
作为谐振腔的输出镜的第二平面镜3；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第三平面镜4；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第四平面镜5；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第一透镜6；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第二透镜7；以及
激光晶体8。
上述方案中，所述第一平面镜2、第二平面镜3、第四平面镜5和第三平面镜4按顺时针方向排列成“口”字型腔，第一平面镜2、第二平面镜3、第四平面镜5和第三平面镜4分别位于“口”字型腔的四个顶点。
上述方案中，所述泵浦源1出射的激光透过第一平面镜2进入该“口”字型腔。
上述方案中，所述泵浦源1为半导体激光器，采用端面泵浦的泵浦方式。
上述方案中，所述泵浦源1采用的波长是用于固体激光器的泵浦光的波长808nm、880nm、888nm、915nm、976nm或980nm。
上述方案中，所述第三平面镜4和第一透镜6构成一个等效凹面镜，第四平面镜5和第二透镜7构成一个等效凹面镜，通过改变第一透镜6或第二透镜7的大小改变该等效凹面镜的曲率半径。
上述方案中，所述第一透镜6设置于第一平面镜2与第三平面镜4之间，所述第二透镜7设置于第二平面镜3与第四平面镜5之间。
上述方案中，所述激光晶体8设置于第一平面镜2与第二平面镜3之间，采用应用于固体激光器的激光晶体Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Yb:YAG。
上述方案中，所述激光晶体8采用棒状、薄片状或板条状。
(三)有益效果
本发明提供的用于单频激光器的激光腔型，既能保证更方便的摆放更多的元器件，同时又能很好的实现泵浦光和振荡光的模式匹配，与现有技术相比具有以下优点和积极效果：
1)本发明由于采用了“口”字形腔型，光路没有交叉点，使得在腔内可以更方便的摆放更多的元器件，在实际运作中，十分的方便。
2)本发明由于在激光腔内插入两个透镜6，7，从而可以通过控制6，7的透镜的焦距，保证了可以实现泵浦光和振荡光的模式匹配，从而保证高功率的单频激光输出。
3)本发明由于采用了“口”字形腔型，将离轴放置的凹面镜改成了没有离轴的透镜，从而避免了像散的产生。
4)本发明由于采用了“口”字形腔型，对于耦合头的限制大大减小，使得可以灵活的选择耦合头耦合系数的大小，大大增加了激光的腔型设计自由度。
附图说明
图1是传统的“口”字形激光腔型的示意图；
图2是传统的“8”字形激光腔型的示意图；
图3是本发明提供的用于单频激光器的激光腔型的示意图；
图4是采用Nd:YVO4晶体，产生单频激光的新型激光腔型示意图；
图5是采用Nd:YAG晶体，产生单频激光的新型激光腔型示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
请参见图3，图3是本发明提供的用于单频激光器的激光腔型的示意图，该激光腔型包括：
用于光纤耦合输出的泵浦源1；
在45°的情况下，对于泵浦光高透，对于振荡光高反的第一平面镜2；
作为谐振腔的输出镜的第二平面镜3；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第三平面镜4；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第四平面镜5；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第一透镜6；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第二透镜7；以及
激光晶体8。
其中，所述第一平面镜2、第二平面镜3、第四平面镜5和第三平面镜4按顺时针方向排列成“口”字型腔，第一平面镜2、第二平面镜3、第四平面镜5和第三平面镜4分别位于“口”字型腔的四个顶点。所述泵浦源1出射的激光透过第一平面镜2进入该“口”字型腔。
其中，所述泵浦源1为半导体激光器，采用端面泵浦的泵浦方式。泵浦源1采用的波长是用于固体激光器的泵浦光的波长808nm、880nm、888nm、915nm、976nm或980nm。
其中，所述第三平面镜4和第一透镜6构成一个等效凹面镜，第四平面镜5和第二透镜7构成一个等效凹面镜，通过改变第一透镜6或第二透镜7的大小改变该等效凹面镜的曲率半径。所述第一透镜6设置于第一平面镜2与第三平面镜4之间，所述第二透镜7设置于第二平面镜3与第四平面镜5之间。
其中，所述激光晶体8设置于第一平面镜2与第二平面镜3之间，采用应用于固体激光器的激光晶体Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Yb:YAG。所述激光晶体8采用棒状、薄片状或板条状。
下面的实施例将使用该种新型激光晶体制成固体激光器。
实施例1：请参见图4所示，图4为用于单频激光器的激光腔型示意图。图中1为30W的光纤耦合输出的808nm的半导体激光器，2是在45°的情况下，对于808nm高透，对于1064nm高反的平面镜，3是透过率为20％的输出镜，4是在45°的情况下，对于1064nm高反的平面镜，5是在45°的情况下，对于1064nm高反的平面镜，6是对于1064nm高透，焦距为100mm的透镜，7是对于1064nm高透，焦距为100mm的透镜，8是激光晶体Nd:YVO4。使用这种新型激光腔型制成的环形腔Nd:YVO4固体激光器，可以获得更高输出功率、更好光束质量的单频激光。
实施例2：请参见图5所示，图5为用于单频激光器的激光腔型示意图。图中1为30W的光纤耦合输出的808nm的半导体激光器，2是在45°的情况下，对于808nm高透，对于1064nm高反的平面镜，3是透过率为20％的输出镜，4是在45°的情况下，对于1064nm高反的平面镜，5是在45°的情况下，对于1064nm高反的平面镜，6是对于1064nm高透，焦距为100mm的透镜，7是对于1064nm高透，焦距为100mm的透镜，8是激光晶体Nd:YAG，9是法拉第旋光器，10是半波片，11是起偏器，12是声光Q开关。使用这种新型激光腔型制成的环形腔Nd:YAG固体激光器，可以获得更高输出功率、更好光束质量的单频脉冲激光。
综上所述，本发明一种用于单频激光器的新型激光腔型，通过采用“口”字形腔型，并利用在腔内插入两个透镜，实现了既能保证更方便的摆放更多的元器件，同时又能很好的实现泵浦光和振荡光的模式匹配。使用该种激光腔型制成单频固体激光器，可以获得高功率、高光束质量的单频激光输出。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，包括：
用于光纤耦合输出的泵浦源(1)；
在45°的情况下，对于泵浦光高透，对于振荡光高反的第一平面镜(2)；
作为谐振腔的输出镜的第二平面镜(3)；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第三平面镜(4)；
在45°的情况下，对于振荡光高反的第四平面镜(5)；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第一透镜(6)；
对于振荡光高透，具有一定焦距的第二透镜(7)；以及
激光晶体(8)。
2.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述第一平面镜(2)、第二平面镜(3)、第四平面镜(5)和第三平面镜(4)按顺时针方向排列成“口”字型腔，第一平面镜(2)、第二平面镜(3)、第四平面镜(5)和第三平面镜(4)分别位于“口”字型腔的四个顶点。
3.根据权利要求2所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述泵浦源(1)出射的激光透过第一平面镜(2)进入该“口”字型腔。
4.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述泵浦源(1)为半导体激光器，采用端面泵浦的泵浦方式。
5.根据权利要求4所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述泵浦源(1)采用的波长是用于固体激光器的泵浦光的波长808nm、880nm、888nm、915nm、976nm或980nm。
6.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述第三平面镜(4)和第一透镜(6)构成一个等效凹面镜，第四平面镜(5)和第二透镜(7)构成一个等效凹面镜，通过改变第一透镜(6)或第二透镜(7)的大小改变该等效凹面镜的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述第一透镜(6)设置于第一平面镜(2)与第三平面镜(4)之间，所述第二透镜(7)设置于第二平面镜(3)与第四平面镜(5)之间。
8.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述激光晶体(8)设置于第一平面镜(2)与第二平面镜(3)之间，采用应用于固体激光器的激光晶体Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:GdVO4或Yb:YAG。
9.根据权利要求1所述的用于单频激光器的激光腔型，其特征在于，所述激光晶体(8)采用棒状、薄片状或板条状。
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