CN102457013A - 一种贴片式固体激光器、调整装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种贴片式固体激光器，包括LD泵浦光源以及谐振腔体，所述LD泵浦光源是光纤整形压缩后的，所述谐振腔体包括互相平行的入射部件和出射部件，并且，所述入射部件和出射部件都固定在同一激光器基板上。本发明提供的贴片式固体激光器因为采用平平腔结构，提高了调节效率，并且，由于省去了泵浦聚焦系统和调节部件，缩小了器件尺寸，使得器件更便于生产和使用，该发明具有较多的优点。此外，本发明还公开了一种贴片式固体激光器的制作方法以及调整装置。

Description

一种贴片式固体激光器、调整装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及固体激光器领域，更具体地说，是涉及一种贴片式固体激光器。同时，本发明还涉及一种调整装置以及贴片式固体激光器的制造方法。

背景技术

目前，固体激光器广泛应用于军事、工业、医学、商业、科研等诸多领域。而随着科技的进步，这些领域对激光器的性能要求也越来越高，具有高度的稳定性和良好的激光品质成为主要的需求。因此，更多种类的激光器应运而生。其中，激光二极管(Laser Diode，简称LD)泵浦固体激光器就是其中的一种。LD泵浦固体激光器，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。其兼备了LD激光器和固体激光器的主要优点，并弥补了对方的某些缺点，使得LD泵浦固体激光器优于传统灯泵固体激光器以及LD激光器。

LD泵浦固体激光器的结构一般主要包括LD泵浦光源以及谐振腔，目前，较为常用的谐振腔多为平凹腔结构，根据谐振腔理论，互为谐振腔的腔镜在谐振点处的切平面平行，平凹腔为点谐振式，即凹面上只有一个点与平面镜谐振，这就导致平凹腔的调节费时费力。此外，在制造上述固体激光器的过程中，目前一般都是需要借助各种光学元件，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制，从而达到输出激光的目的。这种制造方法增加了制造的复杂度，影响生产效率，不能做到流水式快速生产，难以实现规模化生产，影响了LD泵浦固体激光器的进一步推广和使用。

发明内容

针对固体激光器的现有缺点，本发明提供了一种贴片式固体激光器，该种固体激光器具有体积较小、调节速率快等特点。同时，本发明还公开了上述贴片式固体激光器的调整装置以及制造方法。

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：

一种贴片式固体激光器，包括LD泵浦光源以及谐振腔体，所述LD泵浦光源是光纤整形压缩的LD泵浦光源，所述谐振腔体包括互相平行的入射部件和出射部件，所述入射部件和出射部件构成平平腔，并且，所述入射部件和出射部件都固定在同一激光器基板上。

所述入射部件和出射部件之间的平行度不大于2.5mrad。

所述入射部件为激光晶体，并且，所述激光晶体的入光面上镀有高反射膜，其出光面上镀有高透射膜。

所述出射部件为出光面上镀有高反射膜的倍频晶体或平面输出镜。

一种贴片式固体激光器的调整装置，用于调整所述的贴片式固体激光器，所述调整装置包括分光镜、参考面、成像系统以及显示系统，所述成像系统连接显示系统，并且，LD泵浦光源中发出的泵浦光进入所述分光镜后分成两束光，所述两束光分别进入到所述参考面和谐振腔体，经过所述参考面以及所述谐振腔体的反射后，又进入到所述成像系统之中。

在所述LD泵浦光源和所述分光镜之间还设置有准直扩束系统，经所述准直扩束后的光束的发散角不大于1.25mrad。

所述准直扩束系统包括聚焦透镜和准直透镜，所述聚焦透镜的后焦点与所述准直透镜的前焦点重合。

所述准直扩束系统和所述分光镜之间还设置有一个孔径光阑。

一种贴片式固体激光器的制造方法，用于制造所述贴片式固体激光器，包括下列步骤：

(a)根据预先设计的光路设置所述LD泵浦光源以及所述调整装置；

(b)将所述入射部件固定在所述激光器基板上；

(c)以所述入射部件的入光面作为基准面，校准所述参考面；

(d)将所述出射部件放置于所述激光器基板上；

(e)以所述参考面作为基准面，校准所述出射部件的出光面；

(f)将所述出射部件固定在激光器基板上。

步骤(c)中，进一步包括：(c1)调整所述参考面的方向；(c2)观察所述显示系统中的干涉条纹；(c3)当所述干涉条纹变成同心圆环的时候，固定所述参考面。

步骤(e)中，进一步包括：(e1)调整所述出射部件的方向；(e2)观察在显示系统中的干涉条纹；(e3)当所述干涉条纹变成同心圆环的时候，固定所述出射部件。

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：

第一，本发明提供的贴片式固体激光器克服了传统的点谐振式的平凹腔结构调节速率低的缺点，采用了面谐振式的平平腔结构，即成腔的两个面各处都谐振，减少了泵浦光与激光腔膜之间匹配的工艺程序，调节起来快速简单，大大提高了谐振腔的调节速率，并且，省去了泵浦聚焦系统和调节部件，缩小了器件尺寸，使得器件更便于生产和使用；

第二，本发明提供的制造方法采用的是相干法进行调节，因此，省略了传统制造方法中的手动调节，减少了调节过程中的误差和调节步骤，从而提高了生产效率。

附图说明

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。

图1是本发明所述的一种贴片式固体激光器的结构示意图；

图2是本发明所述的另一种贴片式固体激光器的结构示意图；

图3是本发明所述的贴片式固体激光器的制造方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1是本发明所述的一种贴片式固体激光器的结构示意图。如图1所示，该贴片式固体激光器包括LD泵浦光源101以及谐振腔体，LD泵浦光源101是光纤整形压缩的LD泵浦光源，谐振腔体包括互相平行的入射部件106和出射部件107，入射部件106和出射部件107构成平平腔，并且，入射部件106和出射部件107都固定在同一激光器基板上。

本实施例中，入射部件106选取激光晶体，其入光面上涂有高反射膜、出光面上涂有高透射膜。出射部件107选取平面输出镜或倍频晶体。入射部件106的S1面和出射部件107的S2面构成谐振腔即平平腔。并且，根据谐振原理，激光晶体和平面输出镜都必须对同一波长的光具有高的反射率，因此所选用的LD泵浦光源101就必须是特定的波长，比如要形成1064nm的谐振，就必须选用1064nm的相干激光器作为光源。

图1中还包括所述贴片式固体激光器的调整装置，包括分光镜105、参考面108、成像系统110以及显示系统111。

其中，成像系统110连接显示系统111，LD泵浦光源101发出的泵浦光进入分光镜105后分成两束光，该两束光分别进入到参考面108和谐振腔体，经过参考面108以及谐振腔体的反射后，进入到成像系统110中进行成像，然后由显示系统111显示，这样，就可以根据显示系统111中的图像进行谐振腔的调整。

本实施例中，分光镜105可以选取分光比是50％的分光镜，也可以根据实际情况选取其它分光比的分光镜。

进一步地，在LD泵浦光源101和分光镜105之间还可以设置一个准直扩束系统，用于对LD泵浦光源101发出的泵浦光进行准直扩束，准直扩束系统包括聚焦透镜102和准直透镜103，且聚焦透镜102的后焦点与准直透镜103的前焦点重合。

进一步地，在准直扩束系统和分光镜105之间还可以设置一个孔径光阑104，起到限制光束的作用，本实施例中选取孔径光阑的直径为1mm，但是也不限于孔径光阑的直径为1mm，可以根据具体情况来确定孔径光阑的直径。

本实施例为了增加集成度采用的是多路泵浦，本发明所述的这种平平腔结构的贴片式固体激光器更适用于这种多路泵浦。

由于谐振腔体的平行度对最后的光学效果影响最大，因此，要控制入射部件106和出射部件107之间的平行度不大于2.5mrad，就需要使得经过准直扩束系统后的光束的发散角不大于1.25mrad。本实施例中优选入射部件106和出射部件107的平行度为2.5mrad，该种平行度能够达到最佳平行时功率的90％。

下面结合上述调整装置对本发明所述的贴片式固体激光器的制造方法进行一个详细的描述：

图3是本发明所述的贴片式固体激光器的制造方法流程图。

该种贴片式固体激光器的制造方法主要包括下列步骤：

步骤S101：根据预先设计的光路设置上述LD泵浦光源以及调整装置。

具体地，按照图1所示放置各元件，例如，LD泵浦光源101，聚焦透镜102，准直透镜103，孔径光阑104，分光镜105，激光晶体106，平面输出镜107，参考面108，激光器基板109，成像系统110，显示系统111。

步骤S102：将入射部件106固定在激光器基板上。

步骤S103：以入射部件106的入光面作为基准面，校准参考面108。

具体地，在调整参考面108的同时，观察显示系统111中的干涉条纹，当干涉条纹变成同心圆环的时候，停止调整参考面108，将参考面108固定。

步骤S104：将出射部件107放置于激光器基板上。

步骤S105：以参考面108作为基准面，校准出射部件107的出光面。

具体地，在调整出射部件107的方向，同时观察显示系统111中的干涉条纹，当干涉条纹变成同心圆环的时候，停止调整出射部件107，将出射部件107固定。

其中，当出射部件107为平面输出镜时，可以通过对其夹具(图中未示出)调节来进行调整；当出射部件107为倍频晶体212可直接进行调节。

步骤S106：将出射部件107固定在激光器基板上，最后形成贴片式固体激光器。

在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本发明的目的，并非用于限制本发明。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

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。

Claims (11)

1.一种贴片式固体激光器，包括LD泵浦光源以及谐振腔体，其特征在于，所述LD泵浦光源是光纤整形压缩的LD泵浦光源，所述谐振腔体包括互相平行的入射部件和出射部件，所述入射部件和出射部件构成平平腔，并且，所述入射部件和出射部件都固定在同一激光器基板上。

2.根据权利要求1所述的贴片式固体激光器，其特征在于，所述入射部件和出射部件之间的平行度不大于2.5mrad。

3.根据权利要求1或2所述的贴片式固体激光器，其特征在于，所述入射部件为激光晶体，并且，所述激光晶体的入光面上镀有高反射膜，其出光面上镀有高透射膜。

4.根据权利要求1或2所述的贴片式固体激光器，其特征在于，所述出射部件为出光面上镀有高反射膜的倍频晶体或平面输出镜。

5.一种贴片式固体激光器的调整装置，用于调整权利要求1所述的贴片式固体激光器，其特征在于，所述调整装置包括分光镜、参考面、成像系统以及显示系统，所述成像系统连接显示系统，并且，LD泵浦光源中发出的泵浦光进入所述分光镜后分成两束光，所述两束光分别进入到所述参考面和谐振腔体，经过所述参考面以及所述谐振腔体的反射后，又进入到所述成像系统之中。

6.根据权利要求5所述的贴片式固体激光器的调整装置，其特征在于，在所述LD泵浦光源和所述分光镜之间还设置有准直扩束系统，经所述准直扩束后的光束的发散角不大于1.25mrad。

7.根据权利要求6所述的贴片式固体激光器的调整装置，其特征在于，所述准直扩束系统包括聚焦透镜和准直透镜，所述聚焦透镜的后焦点与所述准直透镜的前焦点重合。

8.根据权利要求6所述的调整装置，其特征在于，所述准直扩束系统和所述分光镜之间还设置有一个孔径光阑。

9.一种贴片式固体激光器的制造方法，用于制造权利要求1所述的贴片式固体激光器，包括下列步骤：

(a)根据预先设计的光路设置所述LD泵浦光源以及所述调整装置；

(b)将所述入射部件固定在所述激光器基板上；

(c)以所述入射部件的入光面作为基准面，校准所述参考面；

(d)将所述出射部件放置于所述激光器基板上；

(e)以所述参考面作为基准面，校准所述出射部件的出光面；

(f)将所述出射部件固定在激光器基板上。

10.根据权利要求9所述的贴片式固体激光器的制造方法，其特征在于，步骤(c)中，进一步包括：(c1)调整所述参考面的方向；(c2)观察所述显示系统中的干涉条纹；(c3)当所述干涉条纹变成同心圆环的时候，固定所述参考面。

11.根据权利要求9所述的贴片式固体激光器的制造方法，其特征在于，步骤(e)中，进一步包括：(e1)调整所述出射部件的方向；(e2)观察在显示系统中的干涉条纹；(e3)当所述干涉条纹变成同心圆环的时候，固定所述出射部件。

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