CN103701013A - 一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置 - Google Patents

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刘俊
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Abstract

一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，这种一体化装置可以将激光谐振腔的腔镜、Q开关、激光晶体、非线性晶体、温控炉的安装位置精确定位，同时可以对各光学元件分别进行微调；该装置是作为一个整体加工而成的，因此对光学元器件的安装位置和角度定位精确，可用于实现一种固体激光谐振腔；本发明的优点在于利用一体化的装置来直接定位固体激光谐振腔中各光学元器件的安装位置，同时采用了通过调节顶丝对元件进行微调设计，使腔内各元件的位置和角度更加精确。

Description

一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置
技术领域
本发明属于激光技术领域，特别涉及一种用于多器件固体激光谐振腔元器件装配、定位和调整的一体化装置。
背景技术
固体激光谐振腔包含各类光学镜片和器件，通常采用独立调整架进行装配的方法，固定时难以保证各元件的精确定位，并且由于单个调整架体积较大，安装时容易相互阻碍，造成不便，因此，本发明设计了一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，谐振腔各元器件的固定架直接加工为一个整体，保证了各元件位置和角度的精确性。这种装置使激光谐振腔的结构更加紧凑、元件定位准确又可调整，具有十分重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，这种一体化装置可以将激光谐振腔的腔镜、Q开关、激光晶体、非线性晶体、温控炉的安装位置精确定位，同时可以对各光学元件分别进行微调。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，该装置与多器件固体激光谐振腔相匹配且为一个整体，具体包括准直光源装卡架、反射镜安装底座a、Q开关安装架、激光工作物质安装底板、反射镜安装底座b、反射镜安装底座c、反射镜安装底座d、温控炉安装架、反射镜安装底座e、晶体安装架；其中，谐振腔内的镜片安装处即反射镜安装底座a、反射镜安装底座b、反射镜安装底座c、反射镜安装底座d、反射镜安装底座e配有可对谐振腔内的镜片进行微调的带顶丝的镜架；镜架可以通过三个顶丝、压圈以及弹簧垫圈的配合来对镜片进行俯仰和偏摆的调整；镜片置于镜架中，其一侧受到三个顶丝的压力，另一侧通过弹簧垫圈和压圈压紧，调节顶丝即可实现镜子俯仰和偏摆的微调；Q开关安装架、温控炉安装架都设计了前后两组顶丝，可以对安装的光学元件进行俯仰和偏摆的调整；晶体安装架配有晶体水冷块；晶体水冷块为带水冷通道的工字形铜块，将其插入晶体安装架，利用晶体安装架两侧各四个顶丝，可以对晶体水冷块进行偏摆调整，二者组成晶体冷却调整架，可以同时实现对晶体的冷却和微调功能。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
本装置是作为一个整体加工而成的，因此对光学元器件的安装位置和角度定位精确，可用于实现一种固体激光谐振腔；本发明的优点在于利用一体化的装置来直接定位固体激光谐振腔中各光学元器件的安装位置，同时采用了通过调节顶丝对元件进行微调设计，使腔内各元件的位置和角度更加精确。
附图说明
图1多器件固体激光谐振腔一体化定位装置立体结构示意图。
图2多器件固体激光谐振腔一体化定位装置俯视图。
图3镜架结构图。
图4晶体水冷块结构图。
图中：1、准直光源装卡架，2、反射镜安装底座a，3、Q开关安装架，4、激光工作物质安装底板，5、反射镜安装底座b，6、反射镜安装底座c，7、反射镜安装底座d，8、温控炉安装架，9、反射镜安装底座e，10、晶体安装架，11、镜架，12、晶体水冷块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-4所示，该装置与多器件固体激光谐振腔相匹配且为一个整体，具体包括准直光源装卡架1、反射镜安装底座a2、Q开关安装架3、激光工作物质安装底板4、反射镜安装底座b5、反射镜安装底座c6、反射镜安装底座d7、温控炉安装架8、反射镜安装底座e9、晶体安装架10；其中，谐振腔内的镜片安装处即反射镜安装底座a2、反射镜安装底座b5、反射镜安装底座c6、反射镜安装底座d7、反射镜安装底座e9配有可对谐振腔内的镜片进行微调的带顶丝的镜架11；镜架11可以通过三个顶丝、压圈以及弹簧垫圈的配合来对镜片进行俯仰和偏摆的调整；镜片置于镜架11中，其一侧受到三个顶丝的压力，另一侧通过弹簧垫圈和压圈压紧，调节顶丝即可实现镜子俯仰和偏摆的微调；Q开关安装架3、温控炉安装架8都设计了前后两组顶丝，可以对安装的光学元件进行俯仰和偏摆的调整；晶体安装架10配有晶体水冷块12；晶体水冷块12为带水冷通道的工字形铜块，将其插入晶体安装架10，利用晶体安装架10两侧各四个顶丝，可以对晶体水冷块12进行偏摆调整，二者组成晶体冷却调整架，可以同时实现对晶体的冷却和微调功能。
在该多器件固体激光谐振腔一体化定位装置中，以折叠形谐振腔为例，在准直光源装卡架1安装准直光光源用来预调光路；在反射镜安装底座a2安装镜架11，其内装有K9平面全反镜，镀有三色高反膜；在Q开关安装架3安装Q开关，其中，Q开关置于方形水冷块中；在激光工作物质安装底板4安装激光晶体及半导体侧面泵浦模块；在反射镜安装底座b5安装镜架11，其内装有对紫外光部分反射、红外光和绿光高反的熔石英凹面镜作为激光输出镜；在反射镜安装底座c6安装镜架11，其内装有K9平面全反镜，以将两束紫外输出光的其中一束返回腔内继续振荡；在反射镜安装底座d7安装镜架11，其内装有K9凹面反射镜，其凹面镀有三色高反膜；在温控炉安装架8安装温控炉，其内装有二倍频晶体，利用温控炉精确控温实现温度相位匹配；在反射镜安装底座e9安装镜架11，其内装有K9平面全反镜，镀三色高反膜；在晶体安装架10插入晶体水冷块12，水冷块中装有三倍频晶体，采用角度相位匹配；Q开关安装架3、温控炉安装架8设计有前后两组顶丝孔，其中Q开关安装架3的两侧壁和底部分别有两个顶丝孔，温控炉安装架8顶部和两侧120°位置分别有两个顶丝孔，通过调节顶丝可以对安装其上的器件进行俯仰和偏摆的调整。
如图3所示，该镜架一面设计有三个顶丝孔，另一面用压圈和弹簧垫圈固定镜片，通过调节顶丝对镜片施加不同方位的压力，镜片另一侧的弹簧垫圈产生弹性形变，配合压圈的紧固作用，从而实现对镜片俯仰和偏摆的调整。
如图4所示，该晶体水冷块上下有两条水冷通道，中间为放置晶体的凹槽，放入晶体后可用铜片压紧。其与晶体安装架10配合，组成晶体冷却调整架；晶体安装架10两侧壁分别有四个顶丝孔，可以实现对晶体的偏摆调整。
该固体激光谐振腔一体化定位装置可以实现一种折叠形三倍频固体激光谐振腔元器件的精确定位安装。
在本实施例中，反射镜安装底座a2和反射镜安装底座b5的中心之间的距离为310mm，反射镜安装底座c5和反射镜安装底座d7的中心之间的距离为270mm，反射镜安装底座d7和反射镜安装底座e9的中心之间的距离为90mm，作为Z型腔的三个臂，两个夹角均为30度，在反射镜安装底座b5处获得三倍频紫外激光输出。
整体装置底板长450mm，宽250mm，光路中心高40mm，材料为铝；晶体水冷块宽50mm，高60mm，材料为铜，有直径4mm的两条水冷通道；镜架通光口径为20mm，镜架中心距反射镜安装底座16mm，材料为铝。

Claims (2)

1.一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，其特征在于：该装置与多器件固体激光谐振腔相匹配且为一个整体，具体包括准直光源装卡架（1）、反射镜安装底座a（2）、Q开关安装架（3）、激光工作物质安装底板（4）、反射镜安装底座b（5）、反射镜安装底座c（6）、反射镜安装底座d（7）、温控炉安装架（8）、反射镜安装底座e（9）、晶体安装架(10)；其中，谐振腔内的镜片安装处即反射镜安装底座a（2）、反射镜安装底座b（5）、反射镜安装底座c（6）、反射镜安装底座d（7）、反射镜安装底座e（9）配有可对谐振腔内的镜片进行微调的带顶丝的镜架（11）；镜架（11）可以通过三个顶丝、压圈以及弹簧垫圈的配合来对镜片进行俯仰和偏摆的调整；镜片置于镜架(11)中，其一侧受到三个顶丝的压力，另一侧通过弹簧垫圈和压圈压紧，调节顶丝即可实现镜子俯仰和偏摆的微调；Q开关安装架（3）、温控炉安装架（8）都设计了前后两组顶丝，可以对安装的光学元件进行俯仰和偏摆的调整；晶体安装架（10）配有晶体水冷块（12）；晶体水冷块（12）为带水冷通道的工字形铜块，将其插入晶体安装架（10），利用晶体安装架(10)两侧各四个顶丝，可以对晶体水冷块（12）进行偏摆调整，二者组成晶体冷却调整架，可以同时实现对晶体的冷却和微调功能。
2.根据权利要求1所述的一种多器件固体激光谐振腔一体化定位装置，其特征在于：在该多器件固体激光谐振腔一体化定位装置中，以折叠形谐振腔为例，在准直光源装卡架（1）安装准直光光源用来预调光路；在反射镜安装底座a（2）安装镜架（11），其内装有K9平面全反镜，镀有三色高反膜；在Q开关安装架（3）安装Q开关，其中，Q开关置于方形水冷块中；在激光工作物质安装底板（4）安装激光晶体及半导体侧面泵浦模块；在反射镜安装底座b（5）安装镜架（11），其内装有对紫外光部分反射、红外光和绿光高反的熔石英凹面镜作为激光输出镜；在反射镜安装底座c（6）安装镜架（11），其内装有K9平面全反镜，以将两束紫外输出光的其中一束返回腔内继续振荡；在反射镜安装底座d（7）安装镜架（11），其内装有K9凹面反射镜，其凹面镀有三色高反膜；在温控炉安装架（8）安装温控炉，其内装有二倍频晶体，利用温控炉精确控温实现温度相位匹配；在反射镜安装底座e（9）安装镜架（11），其内装有K9平面全反镜，镀三色高反膜；在晶体安装架（10）插入晶体水冷块（12），水冷块中装有三倍频晶体，采用角度相位匹配；Q开关安装架（3）、温控炉安装架（8）设计有前后两组顶丝孔，其中Q开关安装架（3）的两侧壁和底部分别有两个顶丝孔，温控炉安装架（8）顶部和两侧120°位置分别有两个顶丝孔；通过调节顶丝可以对安装其上的器件进行俯仰和偏摆的调整；
镜架（11）一面设计有三个顶丝孔，另一面用压圈和弹簧垫圈固定镜片，通过调节顶丝对镜片施加不同方位的压力，镜片另一侧的弹簧垫圈产生弹性形变，配合压圈的紧固作用，从而实现对镜片俯仰和偏摆的调整；
该晶体水冷块（12）上下有两条水冷通道，中间为放置晶体的凹槽，放入晶体后可用铜片压紧；其与晶体安装架（10）配合，组成晶体冷却调整架；晶体安装架（10）两侧壁分别有四个顶丝孔，可以实现对晶体的偏摆调整。
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