CN101931160B - 一种激光增益介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光增益介质，激光增益介质的一端与调Q晶体一端键合。特别是激光增益介质具有内凹或外凸的球形弧面，与之键合的调Q晶体一端为相适配的外凸或内凹球形弧面，通过二者键合方式得到的激光增益介质具有选模、调Q功能，以它作为增益介质制成的激光器具有体积小、结构紧凑、装调简单、输出光束质量好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及激光应用技术领域，尤其是一种激光增益介质。
背景技术
通常的激光增益介质采用Nd:YAG或Nd,Ce:YAG激光棒或激光板条（即掺杂钕离子的YAG激光增益介质或者铈、钕共掺的YAG激光增益介质），其功能单纯，用于产生特定波长的激光， Nd:YAG激光器的调Q功能通常采用与Nd:YAG 分离使用的Cr4+:YAG晶体调Q元件来实现，在使用时需要对整个光路做仔细的调整，使增益介质与Cr4+:YAG晶体调Q元件水平对中，调整过程比较复杂，费时费力，而且能量损耗大。
此外在远程测距、激光制导、激光加工等应用中，要求激光器实现基横模运转，来获得光束发散角小、光斑均匀的高质量激光束。高功率激光器常采用非稳腔设计，在输出反射镜上镀高斯膜实现非稳腔选模是一种实用的选模方式，以实现平面输出镜的反射率沿径向高斯分布。但采用这样的选模方式，需要配备专门的高斯膜反射镜，使用不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有调Q功能的激光增益介质。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种具有调Q、选模功能的激光增益介质。
为了解决以上技术问题，本发明的激光增益介质，是在常规的激光增益介质的一端键合调Q晶体；所述激光增益介质、调Q晶体为圆柱形；所述激光增益介质的键合端面具有内凹或外凸的球形弧面， 与之键合的调Q晶体一端为相适配的外凸或内凹球形弧面。
所述激光增益介质为Nd:YAG激光晶体或Nd,Ce:YAG激光晶体，所述调Q晶体为Cr4+:YAG激光晶体。
所述球形弧面的曲率半径较佳为2-1000mm。
所述激光增益介质与调Q晶体未键合的一端镀有反射膜。
通过在普通的Nd:YAG激光增益介质或Nd,Ce:YAG激光晶体上键合Cr4+:YAG晶体，使该激光增益介质具有了调Q功能，而且由于直接键合，确保了激光增益介质与调Q晶体的水平对中，以本发明的新型增益介质制成的激光器在使用时不再需要对整个光路做调整，省时省力，特别是通过键合，两个物体的距离缩短，可使激光器的体积缩小，另外反射面减少也使系统的能耗减少。对上述激光增益介质和调Q晶体键合面做球形弧面加工，通过Cr4+:YAG晶体的厚度变化，从而控制晶体透过率使其具备选模功能，改善了激光性能、拓宽了用途。
附图说明
本发明将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：
图1是现有技术的激光装置示意图。
图2-3是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1 所示的为现有技术的具有选模功能的激光装置示意图。包括反射镜1、电光晶体2、偏振器3、增益介质4、高斯膜反射镜5。为了实现选模功能，需要额外增加新的装置高斯膜反射镜。
如附图2-3所示的本发明激光增益介质，是在圆柱形的激光增益介质6如Nd:YAG(或Nd,Ce:YAG)以及近红外波段调Q晶体7 Cr4+:YAG的一个端面作高精密的表面光学加工，得到设定曲率半径R为2-1000mm的球形弧面。其中激光增益介质6的端面加工成凸球形弧面形状；调Q晶体7的一端加工成相适配的同样曲率半径的凹球形弧面形状。将激光增益介质和调Q晶体的球形弧面扩散键合，得到新的激光增益介质为具有调Q、选模功能的圆柱形激光棒9。此外还需要对键合的激光棒9的柱面做滚圆加工，并在激光棒9的两个端面按常规工艺抛光和镀膜8，其中，激光增益介质6的一端镀膜为部分反射膜，调Q晶体7的一端镀膜为全反射膜，以形成光学谐振腔。
采用本发明结构的激光增益介质，在原本只作为激光工作物质的Nd:YAG(或Nd,Ce:YAG)上集成了调Q晶体Cr4+:YAG，同时适当曲率半径的球面加工使Cr4+:YAG的透过率呈现高斯分布，从而具备了选模功能，这样不仅可以改善光束质量，而且结构紧凑、体积缩小，利于器件的小型化，同时简化了激光器的装调和维护工作。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合。
Claims (4)
1.一种激光增益介质，其特征在于：所述激光增益介质的一端与调Q晶体一端键合；所述激光增益介质、调Q晶体为圆柱形；所述激光增益介质的键合端面具有内凹或外凸的球形弧面，与之键合的调Q晶体一端为相适配的外凸或内凹球形弧面，所述调Q晶体为Cr4+:YAG激光晶体，通过Cr4+:YAG晶体的厚度变化，从而控制晶体透过率使其具备选模功能。
2.如权利要求1所述的激光增益介质，其特征在于：所述激光增益介质为Nd:YAG激光晶体或Nd,Ce:YAG激光晶体。
3.如权利要求1或2所述的激光增益介质，其特征在于：所述球形弧面的曲率半径为2-1000mm。
4.如权利要求1或2所述的激光增益介质，其特征在于：所述激光增益介质与调Q晶体未键合的一端镀有反射膜。
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