CN102457011A - 一种贴片式固体激光器的调整装置及制造方法 - Google Patents

一种贴片式固体激光器的调整装置及制造方法 Download PDF

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张瑛
毕勇
鲍光
刘谊元
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Abstract

本发明公开了一种贴片式固体激光器的调整装置,包括机械夹具以及真空泵,其中,所述机械夹具包括本体部、端面光滑且彼此平行的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部和第二连接部的端面分别与形成谐振腔的两晶体接触,并且,所述端面与本体部上开设的出气口相通,所述真空泵连接出气口。同时,本发明还公开了一种贴片式固体激光器的制造方法。由于该调整装置的机械夹具的第一连接部和第二连接部的端面光滑且互相平行,因此,可以通过调节端面的平行度来调节形成谐振腔的两个晶体之间的平行度。该调节方法简单方便并且准确,因而具有较好的技术效果。

Description

一种贴片式固体激光器的调整装置及制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及固体激光器领域,具体涉及一种贴片式固体激光器的调整装置。此外, 还涉及一种贴片式固体激光器的制造方法。

背景技术

[0002] 随着半导体技术的日益发展和成熟,激光二极管(Laser Diode,简称LD)在功率、 转换效率、波长扩展和运行寿命等方面已经有了很大的提高。由于LD具有量子效率高、可靠性高、使用寿命长、发射波长与激光介质吸收峰容易对应、激光输出光束质量好等特点, 这就使得LD与泵浦技术相互结合,产生了 LD泵浦固体激光器。它具有高效率、高光束质量、 长寿命、全固化、结构紧凑和轻便等优势,因此越来越受到人们的关注。在医疗、通信、材料加工和科学研究等领域都有广泛的应用。

[0003] 现今的LD泵浦固体激光器中的谐振腔,都是平凹腔结构,这种结构的谐振腔都是通过手动调节的方式对腔内晶体和光学元件进行位置的调节,不仅增加了调制过程的工作量和复杂度,而且容易产生精度误差,使输出的激光质量不够理想,生产效率较低,因此难以实现批量生产。

发明内容

[0004] 本发明针对固体激光器制造现有的缺点,提出了一种贴片式固体激光器的调整装置以及制作方法,利用该装置和制造方法可提高固体激光器谐振腔的调节速率,提高生产效率,有利于实现批量化生产。

[0005] 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案具体如下面所描述:

[0006] 一种贴片式固体激光器的调整装置,包括机械夹具以及真空泵,其中,所述机械夹具包括本体部,端面光滑且彼此平行的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部的端面和第二连接部的端面分别与形成谐振腔的激光晶体和倍频晶体接触,并且,所述第一连接部的端面和第二连接部的端面分别与所述本体部上开设的出气口相通,所述真空泵连接所述出气口。

[0007] 所述本体部为环形的拱形结构,并且,在本体部中间设置有一个加强部。

[0008] 所述第一连接部和第二连接部对称地设置在本体部的两端。

[0009] 所述第一连接部的端面和所述第二连接部的端面之间的平行度小于1"。

[0010] 所述第一连接部、所述第二连接部以及所述本体部由刚性材料构成。

[0011] 一种采用上述调整装置制造贴片式固体激光器的制造方法,包含下列步骤:

[0012] (a)将LD泵浦光源固定在激光器基板上;

[0013] (b)将所述激光晶体和所述倍频晶体分别与所述机械夹具的第一连接部和第二连接部的端面相贴;

[0014] (c)利用所述真空泵进行抽真空,使所述激光晶体和所述倍频晶体分别与各自接触的所述第一连接部的端面和所述第二连接部的端面紧密吸附在一起;[0015] (d)将所述激光晶体和所述倍频晶体固定在所述激光器基板上;以及,

[0016] (e)将所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体脱离,形成贴片式固体激光

ο

[0017] 在步骤(e)中,将所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体放入低温箱,使所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体脱离。

[0018] 由于采用了上述技术方案,使得本发明与传统技术相比具有以下优点和积极效果:

[0019] 第一,由于本发明中机械夹具的第一连接部和第二连接部的端面互相平行,因此, 可以通过调节端面的平行度调节构成谐振腔的两个晶体之间的平行度,调节方法简单方便并且准确。

[0020] 第二,本发明对构成谐振腔的两晶体进行机械定位以后,机械夹具可与构成谐振腔的晶体脱离,并从调节系统中移除,拆卸方法简单可行,不会对光路产生影响,提高了生产效率,因而具有较好的技术效果。

附图说明

[0021] 通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述,本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。

[0022] 图1是本发明所述的贴片式固体激光器调整装置的应用示意图;

[0023] 图2是本发明所述的贴片式固体激光器调整装置中机械夹具的剖面图;

[0024] 图3是本发明所述的贴片式固体激光器制造方法的流程图。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

[0026] 图1是本发明所述的贴片式固体激光器调整装置的应用示意图。如图所示,包括贴片式固体激光器的LD泵浦光源101、激光晶体102、倍频晶体103,以及所述调整装置的机械夹具104和真空泵105。

[0027] 图2是图1中机械夹具104的剖面图。如图所示,机械夹具104包括本体部201、 第一连接部202和第二连接部203、出气口 204和加强部205。机械夹具104的第一连接部 202和第二连接部203对称分布在本体部201的两侧,并且,本体部201为拱形结构,加强部205位于本体部中间,出气口 204设置在拱形结构的最上端。第一连接部202和第二连接部203的端面S5和S6分别与出气口 204相通,真空泵105连接出气口 204,用于对机械夹具104进行抽真空,使得机械夹具104与激光晶体102和倍频晶体103吸附为一体,并能够在随后的过程中便于拆卸。

[0028] 在本实施例中,激光晶体102选用了 Nd:YV04(掺钕钒酸钇)晶体,倍频晶体103 选用PPLN(周期性极化铌酸锂)晶体,当然也可以选用其他材料的晶体。并且,在激光晶体 102和倍频晶体103的透光面都镀有相应波长的增透膜和反射膜,激光晶体102的入光面和倍频晶体103的出光面之间形成谐振腔。

[0029] 第一连接部202、第二连接部203以及本体部201由刚性材料构成,且第一连接部 202和第二连接部203对称地设置在本体部201的两端。第一连接部202的端面S5和第二连接部203的端面S6是光滑且高度平行的,一般将平行度控制在1"范围内。

[0030] 本体部201为环形的拱形结构,且在本体部201的中间设置有一个加强部。

[0031] 通过上述设计,可以保证构成谐振腔的激光晶体102和倍频晶体103之间的平行度能够稳定在所要达到的范围之内。

[0032] 图3是本发明所述的贴片式固体激光器制造方法的流程图。

[0033] 从图中可以看出,所述贴片式固体激光器的制造方法主要包含下列步骤:

[0034] 步骤S301 :将LD泵浦光源101固定在激光器基板上。

[0035] 步骤S302 :将激光晶体102和倍频晶体103分别与机械夹具104的第一连接部202 的端面S5和第二连接部203的端面S6相贴。

[0036] 步骤S303 :利用真空泵105进行抽真空,使激光晶体102的S2面和倍频晶体103 的S3面分别与机械夹具104的第一连接部202的端面S5和第二连接部203的端面S6紧密吸附在一起。具体地,在完成步骤S302后,开启真空泵105的电源,使之开始工作,同时开启电子阀,对机械夹具104进行抽真空,直到确定激光晶体102和倍频晶体103已经吸附在机械夹具104上,即激光晶体102的S2面与机械夹具104第一连接部202的端面S5重合,倍频晶体103的S3面与机械夹具104第二连接部203的端面S6重合。

[0037] 步骤S304 :将激光晶体102和倍频晶体103固定在上述激光器基板上。在完成步骤S303后,关闭电子阀和真空泵,断开机械夹具104与真空泵105的连接。具体地,将激光晶体102和倍频晶体103固定在激光器基板上。一般地,可采用焊接、光胶或机械等方式将激光晶体102和倍频晶体103固定在激光器基板上。

[0038] 步骤S305 :将机械夹具104与激光晶体102和倍频晶体103脱离,形成贴片式固体激光器。具体地,在完成步骤S304后,将机械夹具104与激光晶体102和倍频晶体103放入低温箱,在保证不破坏激光器正常性能的情况下进行低温处理,利用热胀冷缩的原理,将激光晶体102和倍频晶体103与机械夹具104分离,这样就使激光晶体102的Sl面和倍频晶体103的S4面形成了谐振腔。并且,激光晶体102、倍频晶体103与LD泵浦光源101组成了本发明所述的贴片式固体激光器。

[0039] 由于本发明中机械夹具104的第一连接部202和第二连接部203之间的端面S5 和S6之间的平行度特别高,这样也就保证了与其紧密贴附的激光晶体102和倍频晶体103 之间的高平行度。

[0040] 在本实施例中,机械夹具104与激光晶体102和倍频晶体103的脱离采取的是低温脱离。当然,机械夹具104与激光晶体102和倍频晶体103也可以采取其他不影响激光器正常性能的脱离方法。

[0041] 上述制造方法中没有借助任何光学元件辅助谐振腔的调节,因此不会对光路产生影响。并且,所连接的机械调整装置方便拆卸,操作方法简单易行,大大提高了贴片式固体激光器的生产效率,有利于实现贴片式固体激光器的规模化生产。

[0042] 最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

5

Claims (7)

1. 一种贴片式固体激光器的调整装置,其特征在于,包括机械夹具以及真空泵,其中, 所述机械夹具包括本体部,端面光滑且彼此平行的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部的端面和第二连接部的端面分别与形成谐振腔的激光晶体和倍频晶体接触,并且,所述第一连接部的端面和第二连接部的端面分别与所述本体部上开设的出气口相通,所述真空泵连接所述出气口。
2.根据权利要求1所述的贴片式固体激光器的调整装置,其特征在于,所述本体部为环形的拱形结构,并且,在本体部中间设置有一个加强部。
3.根据权利要求1或2所述的贴片式固体激光器的调整装置,其特征在于,所述第一连接部和第二连接部对称地设置在本体部的两端。
4.根据权利要求3所述的贴片式固体激光器的调整装置,其特征在于,所述第一连接部的端面和所述第二连接部的端面之间的平行度小于1"。
5.根据权利要求4所述的贴片式固体激光器的调整装置,其特征在于,所述第一连接部、所述第二连接部以及所述本体部由刚性材料构成。
6. 一种采用权利要求1〜5任一所述的调整装置制造贴片式固体激光器的制造方法, 包含下列步骤:(a)将LD泵浦光源固定在激光器基板上;(b)将所述激光晶体和所述倍频晶体分别与所述机械夹具的第一连接部和第二连接部的端面相贴;(c)利用所述真空泵进行抽真空,使所述激光晶体和所述倍频晶体分别与各自接触的所述第一连接部的端面和所述第二连接部的端面紧密吸附在一起;(d)将所述激光晶体和所述倍频晶体固定在所述激光器基板上;以及,(e)将所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体脱离,形成贴片式固体激光器。
7.根据权利要求6所述的贴片式固体激光器的制造方法,其特征在于,在步骤(e)中, 将所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体放入低温箱,使所述机械夹具与所述激光晶体和所述倍频晶体脱离。
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