CN105870774A - 用于脉冲固体激光器的调q装置的调谐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，具体调节步骤如下：1)首先，调节左右：将底座相对于设备基座进行左右调节；2)其次，调节入射角度：将托架沿Q晶体的纵向轴线相对于底座在一定角度范围内转动调节；3)再次，俯仰调节：将托座与托架之间转动调节，以使得托座沿Q晶体的轴向轴线方向B从第一状态引导到第二状态；4)最后，微调：让Q晶体以其轴向轴线为中心周向旋转，使得Q晶体绕着激光光路同轴旋转。本发明依次使Q晶体具有左右位置调整、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内可转动调节、俯仰可调、同轴旋转，调谐精度高、稳定性强。

Description

用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法

技术领域

本发明涉及固定激光器技术领域，特别涉及一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法。

背景技术

脉冲固体激光器通常有主动和被动调Q两种方式。产生主动调Q方式的器件是调Q晶体，调Q晶体处于固体激光器的谐振腔中，对激光器输出能量的大小有决定性作用。因此，需要一个精密的、可调内容丰富、调节步骤更加合理的调Q装置的调谐方法，便于对激光器谐振腔的振荡光路进行调谐，而不是像现有技术一样，只能用加垫片的方法来进行调整，十分不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种依次使Q晶体具有左右位置调整、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内可转动调节、俯仰可调、同轴旋转，调谐精度高、稳定性强的用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，包括依次由全反镜、1/4波片、偏振片、激光晶体及输出镜搭建出的固体激光器的谐振腔光路，所述的调Q装置安装于所述的1/4波片与偏振片之间，所述的调Q装置包括Q晶体和依次设置的可左右调整地固定安装于设备基座上的底座、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内转动调节地安装于底座上的托架及沿与Q晶体的横向轴线相平行的轴线可转动地设置在所述的托架上的托座；具体调节步骤如下：

一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，包括依次由全反镜、1/4波片、偏振片、激光晶体及输出镜搭建出的固体激光器的谐振腔光路，所述的调Q装置安装于所述的1/4波片与偏振片之间，所述的调Q装置包括Q晶体和依次设置的可左、右调整地固定安装于设备基座上的底座、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内转动调节地安装于底座上的托架及沿与Q晶体的横向轴线相平行的轴线可转动地设置在所述的托架上的托座；具体调节步骤如下：

1)首先，调节左右：将底座相对于设备基座进行左右调节，使得标定激光打在Q晶体前端面的纵向轴线的中心处，再将底座固定安装于设备基座上；

2)其次，调节入射角度：将托架沿Q晶体的纵向轴线相对于底座在一定角度范围内转动调节，使激光从Q晶体后端面出射时位于纵向轴线的中心处，再将托架与底座之间固定好；

3)再次，俯仰调节：将托座与托架之间转动调节，以使得托座沿Q晶体的轴向轴线方向B从第一状态引导到第二状态，使得激光正好从Q晶体中心穿过，并将托座与托架之间固定好；

4)最后，微调：让Q晶体以其轴向轴线为中心周向旋转，使得Q晶体绕着激光光路同轴旋转，进一步细微调节使Q晶体轴线与激光光路同轴，使得输出静态光能量最小。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法所使用的结构非常紧凑，且依次使Q晶体具有左右位置调整、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内可转动调节、俯仰可调、同轴旋转的调谐步骤。大大提高固体激光器的调光便利性，方便对脉冲固体激光器的谐振腔进行调光输出。并且该结构具有调谐精度高，稳定性强的特点，适合激光器用于工业化环境的应用。

附图说明

图1为脉冲固体激光器的俯视结构示意图。

图2为本发明用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法所采用的调Q装置的立体结构示意图。

图3为本发明用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法的剖视结构示意图。

图4为本发明用于调谐脉冲固体激光器的调Q装置的俯仰调节状态示意图。

图1中：1＇全反镜、2＇1/4波片、3＇调Q装置、4＇偏振片、5＇激光晶体、6＇输出镜。

图2-3中：1-底座，1.1-U型槽，1.2-导向槽，1.3-调节槽，2-托架，3-托座，3.1-第一梯形槽，3.2-第二梯形槽，4-Q晶体，5-固定架，6-定位螺钉，7-导向销，8-旋转轴，9-调整螺钉，10-固定螺钉，11-第一圆柱销，12-安装座，13-调节螺钉，14-拉簧，15-第二圆柱销，16-定位销。

A、Q晶体的纵向轴线、B、Q晶体的轴向轴线、C、Q晶体的横向轴线

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。

如图1、2所示，一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，包括依次由全反镜1＇、1/4波片2＇、偏振片4＇、激光晶体5＇及输出镜6＇搭建出的固体激光器的谐振腔光路，所述的调Q装置3＇安装于所述的1/4波片2＇与偏振片4＇之间，所述的调Q装置3＇包括Q晶体4和依次设置的可左右调整地固定安装于设备基座上的底座1、可绕Q晶体4的纵向轴线A在一定角度范围内转动调节地安装于底座1上的托架2及沿与Q晶体4的横向轴线B相平行的轴线可转动地设置在所述的托架2上的托座3；具体调节步骤如下：

1)首先，调节左右：将底座1相对于设备基座进行左右调节，使得标定激光打在Q晶体4前端面的竖向中心处，再将底1座固定安装于设备基座上；

2)其次，调节入射角度：将托架2沿Q晶体4的纵向轴线A相对于底座在一定角度范围内转动调节，使激光从Q晶体4后端面出射时位于纵向轴线(纵向轴线A在后端面的投影)的中心处，再将托架与底座之间固定好；

3)再次，俯仰调节：将托座3与托架2之间转动调节，以使得托座3沿Q晶体的轴向轴线方向B从第一状态引导到第二状态，使得激光正好从Q晶体4中心穿过，并将托座3与托架2之间固定好；

4)最后，微调：让Q晶体以其轴向轴线B为中心周向旋转，使得Q晶体4绕着激光光路同轴旋转，进一步细微调节使Q晶体轴线与激光光路同轴，使得输出静态光能量最小。

如图2所示，底座1上沿横向设有多个U型槽1.1，且底座1通过定位螺钉6穿过U型槽1.1并安装于设备基座上；底座1中部的至少一侧边开设有用于供导向销7插入的导向槽1.2，且导向槽1.2沿底座1的横向设置，而导向销7是固定在设备基座上的，可以保证该调Q装置结构只能进行左右平移，且导向销7的存在，在调整完成后，也可有效防止在定位螺钉6拧紧时底座由于受力产生的旋转偏移。

如图2、3所示，托座3的一端通过转动轴8可转动连接于托架2上，且转动轴8沿与Q晶体4的横向轴线C相平行的轴线设置，托座3的另一端与托架2之间竖向设置有用于调整承载位置的拉簧14，拉簧14的下端通过第二圆柱销15固定连接于托架2上，托座3的上端固定安装有安装座12，且拉簧14的上端通过第一圆柱销11固定连接于安装座12上。且托座3的另一端与托架2之间设有调整完成后用于锁定托座3第二状态位置的定位结构，即托座3另一端和托架2之间竖向螺纹连接有用于锁定托座3第二状态位置的固定螺钉10。托座3另一端和托架2之间竖向设有用于微调的调整螺钉9，且调整螺钉9的下端抵于托架2上，调整螺钉9的螺纹段与托座3上竖向开设的螺纹孔相配合。其中，调整螺钉9用于通过向下或向上旋转调整螺钉9可调节整个托座的俯仰角度，当调节到合适的俯仰角度后，通过固定螺钉10拧紧固定。拉簧14的设置用于调整螺钉9在调节俯仰时提供反向拉力，提高结构的稳定性。

其中关于如图4所示，Q晶体4的轴向轴线方向从第一状态，即待调整状态(原始状态)下的B1调整到当激光正好从Q晶体中心穿过时，以使得设备输出动态光能量进一步达到最小，即达到脉冲激光器的“关门”状态，此时定义Q晶体4的轴向轴线B2为第二状态。结合上文所说的调整俯仰角度，从图3中也可以很明确的看出，就是在纵向平面上看Q晶体4的轴向轴线B的状态变化，形象地将其概括为“调节俯仰”。

托架2上开设有至少一个在15～30°的角度内可调的圆弧状的调节槽1.3，调节槽1.3内配合安装有调节螺钉13，调节螺钉13的下端连接于底座1上。托架2和底座1之间的中心位置处竖向设置有定位销16，该定位销16的设置给了托架一个确切的定位的转动销轴，可以保证在转动的过程中托架2不会发生左右前后的位置偏移。

托座3上开设有用于承载Q晶体4的第一梯形槽3.1，且托座3上端固定安装有的至少一个固定架5，固定架上开设有用于定位Q晶体4的第二梯形槽3.2。该设计可用于放置不同直径大小的Q晶体4，结构灵活性强。且第一梯形槽3.1的设计可仅对Q晶体4承载，而不会对Q晶体4形成周向限位，Q晶体4还是可以自由旋转的，则通过旋转Q晶体4，可使得Q晶体4绕着光路进行同轴旋转。当旋转至一个适当的位置后，可使用固定架5用于压紧固定Q晶体4。

采用如图2-4所示的具体实施例的调Q装置进行调谐的工作步骤如下：

1)首先，左右位置调节：将底座沿着导向销进行左右调节，导向槽和导向销配合防止发生偏移；直至使得标定激光打在Q晶体4前端面(即靠近1/4波片的那一个端面)的竖向中心(即Q晶体前端面纵向轴线的中心处)然后再将底座通过定位螺钉穿过底座U型槽安装于设备基座上。

2)其次，入射角度调节：将托架相对于底座沿圆弧状的调节槽进行旋转调节，并由松开的调节螺钉与调节槽之间的导向配合来实现，并以托架和底座之间定位销为旋转轴，经旋转调节，使得激光从Q晶体后端面(相对于上述步骤的另一端面)出射时位于竖向中心，使得设备输出静态光能量尽量小，再使用调节螺钉固定托架，防止偏移。

3)再次，俯仰调节：托座和托架支架之间绕着与Q晶体4的横向轴线C相平行的轴线设置的转动轴8转动调节，并通过托座另一端和托架之间设的调整螺钉进行向上或向下地微调托架和Q晶体的俯仰角度，直至当激光正好从Q晶体中心穿过时，设备输出静态光能量进一步减小，即达到脉冲激光器的“关门”状态。并可利用竖向螺纹连接的用于锁定托座位置的固定螺钉进行紧固。

4)最后，在拧紧所述的Q晶体固定架前，可让Q晶体沿着横向轴线转动，进一步细微调节关门状态，使得输出静态光能量最小。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，包括依次由全反镜、1/4波片、偏振片、激光晶体及输出镜搭建出的固体激光器的谐振腔光路，所述的调Q装置安装于所述的1/4波片与偏振片之间，其特征在于：所述的调Q装置包括Q晶体和依次设置的可左、右调整地固定安装于设备基座上的底座、可绕Q晶体的纵向轴线在一定角度范围内转动调节地安装于底座上的托架及沿与Q晶体的横向轴线相平行的轴线可转动地设置在所述的托架上的托座；具体调节步骤如下：

1)首先，调节左右：将底座相对于设备基座进行左右调节，使得标定激光打在Q晶体前端面的纵向轴线的中心处，再将底座固定安装于设备基座上；

2)其次，调节入射角度：将托架沿Q晶体的纵向轴线相对于底座在一定角度范围内转动调节，使激光从Q晶体后端面出射时位于纵向轴线的中心处，再将托架与底座之间固定好；

3)再次，俯仰调节：将托座与托架之间转动调节，以使得托座沿Q晶体的轴向轴线方向B从第一状态引导到第二状态，使得激光正好从Q晶体中心穿过，并将托座与托架之间固定好；

4)最后，微调：让Q晶体以其轴向轴线为中心周向旋转，使得Q晶体绕着激光光路同轴旋转，进一步细微调节使Q晶体轴线与激光光路同轴，使得输出静态光能量最小。

2.根据权利要求1所述的用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，其特征在于：步骤1)中，底座沿着设于中部的导向销与导向槽的导向配合进行左右调节；直至使得标定激光打在Q晶体前端面的纵向轴线的中心处，然后再将底座通过定位螺钉穿过底座沿横向设有的多个U型槽固定安装于设备基座上。

3.根据权利要求1所述的用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，其特征在于：步骤2)中，将托架相对于底座沿托架上开设的圆弧状的调节槽进行旋转调节，并由下端固定在底座上且设置在调节槽内的调节螺钉实现导向，并以设置在托架和底座的中心处之间的定位销为旋转轴，在一定的角度范围内旋转调节，使得激光从Q晶体后端面出射时位于竖向中心处，使得设备输出静态光能量尽量小，再使用调节螺钉固定托架，防止偏移。

4.根据权利要求1所述的用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，其特征在于：步骤3)中，将托座和托架之间绕着与Q晶体横向轴线相平行的轴线设置的转动轴转动调节，并通过托座另一端和托架之间设的调整螺钉进行向上或向下地微调托架和Q晶体的俯仰角度，直至当激光正好从Q晶体中心穿过时，设备输出静态光能量进一步减小，并可利用由竖向螺纹连接的位于托座和托架另一端的固定螺钉进行紧固。

5.根据权利要求1所述的用于脉冲固体激光器的调Q装置的调谐方法，其特征在于：步骤4)中，将Q晶体置于用于支承的托座和用于定位的固定架之间的两梯形槽组成的腔体中，先让Q晶体以其轴向轴线为中心周向旋转，使得Q晶体绕着激光光路同轴旋转，再紧固固定架使得Q晶体被定位。