CN107104356A - 双波长激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双波长激光器，涉及激光器技术领域。所述双波长激光器包括膜层、激光腔体及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体设置于所述激光腔体内，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体的出射面，其中所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。近红外光波穿过激光腔体后生成近红外光及可见光，双波长激光器可同时输出同光路的两种不同波长的光。在满足使用需求的同时结构简单，成本低，便于调试。且对温度适应能力强。
Description
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，具体而言，涉及一种双波长激光器。
背景技术
双波长激光器有着比较广的现实应用，比如枪瞄。枪瞄要求夜间发射近红外波段激光，白天发射可见波段激光。
当前已经有很多种类的双波长激光器，但现有的双波长激光器通过激光二极管生成近红外波段激光，同时利用绿光二极管或者固体激光产生可见波段激光，然后再通过合束器将两束准直的光合成一束，或者将两束光调同轴，非同光路。这就使得模组尺寸太大及模组调试难度大，难以批量生产。
发明内容
本发明的目的在于提供双波长激光器，用以改善上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
本发明实施例提供了一种双波长激光器。所述双波长激光器包括膜层、激光腔体及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体设置于所述激光腔体内，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体的出射面，其中所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。
进一步地，所述双波长激光器还包括近红外发生装置，所述近红外发生装置设置于所述激光腔体的进光侧，所述近红外发生装置发出的近红外光从所述自倍频晶体的入射面进入所述激光腔体内。
进一步地，所述双波长激光器还包括光线耦合装置，所述光线耦合装置设置于所述红外发生装置与所述激光腔体之间，所述光线耦合装置将所述红外发生装置发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体的入射面。
进一步地，所述双波长激光器还包括双光耦合装置，所述双光耦合装置设置于所述激光腔体的出光侧，以汇聚从所述自倍频晶体的出射面输出的光。
进一步地，所述双波长激光器还包括光纤，所述光纤的接收端置于所述双光耦合装置远离所述激光腔体的一侧，以接收并传播所述双光耦合装置汇聚的光。
进一步地，所述双波长激光器还包括扩束准直装置，所述扩束准直装置设置于所述光纤的输出端，以接收所述光纤传播的光。
本发明实施例还提供一种双波长激光器。所述双波长激光器包括膜层、激光腔体、耦合输出镜及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体及所述耦合输出镜均设置于所述激光腔体内，所述耦合输出镜的入射面临近所述自倍频晶体的出射面，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述耦合输出镜的出射面，其中，所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。
进一步地，所述膜层还包括第三膜层，所述自倍频晶体的出射面与所述耦合输出镜的入射面均镀设所述第三膜层，其中，所述第三膜层包括对所述基频光波段及倍频光波段增透的膜。
进一步地，所述双波长激光器还包括光线耦合装置及近红外发生装置，所述近红外发生装置设置于所述激光腔体的进光侧，所述光线耦合装置设置于所述红外发生装置与所述激光腔体之间，所述光线耦合装置将所述红外发生装置发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体的入射面，以进入所述激光腔体。
进一步地，所述双波长激光器还包括双光耦合装置，所述双光耦合装置设置于所述激光腔体的出光侧，以汇聚从所述耦合输出镜的出射面输出的光。
与现有技术相比，本发明提供的所述双波长激光器包括膜层、激光腔体及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体设置于所述激光腔体内，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体的出射面，其中所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。近红外光波穿过激光腔体后生成近红外光及可见光，两种光同光路。结构简单，成本低，便于调试。且对温度适应能力强。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明第一实施例提供的双波长激光器的结构示意图。
图2为图1中V部分的局部放大示意图。
图3示出了本发明第二实施例提供的双波长激光器的结构示意图。
图4为图3中IV部分的局部放大示意图。
图标：100-双波长激光器；10-自倍频晶体；21-第一膜层；30-红外发生装置；40-光线耦合装置；50-双光耦合装置；60-光纤；61-接收端；62-输出端；70-扩束准直装置；200-双波长激光器；210-自倍频晶体；23-第三膜层；230-红外发生装置；240-光线耦合装置；250-双光耦合装置；260-光纤；261-接收端；262-输出端；270-扩束准直装置；280-耦合输出镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一实施例
请结合图1及图2参考，本发明实施例所提供的双波长激光器100包括膜层(图未标)、激光腔体(图未标)及自倍频晶体10。所述自倍频晶体10设置于所述激光腔体内。所述膜层镀设于所述自倍频晶体10的外侧。
自倍频晶体10包括入射面及出射面。自倍频晶体10可以是一种基频晶体和倍频晶体的复合晶体。具体地，自倍频晶体10可以是包括掺杂Nd+稀土离子(例如GDCOB，YAB等)的激光基质材料及掺杂Yb+离子(比如YAB，YCOB等)的自倍频基质材料的复合晶体。自倍频晶体10随着温度的变化，倍频效率不明显下降。所述自倍频晶体10的入射面面向所述激光腔体的进光侧，所述自倍频晶体10的出射面面向所述激光腔体的出光侧。本实施例中，所述自倍频晶体10的入射面及出射面均为所述激光腔体的腔镜面。
膜层包括第一膜层21及第二膜层(图未标)。所述第一膜层21镀设于所述自倍频晶体10的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体10的出射面。需要说明的是，第一膜层21包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜。所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。第一膜层21让近红外波段的光进入从自倍频晶体10内，自倍频晶体10按一定的相位匹配角切割，通过自倍频晶体10切割方向可以实现红外光转换成可见光。具体地，将进入的自倍频晶体10内的通过自倍频晶体10切割方向的近红外光(例如波长为915nm或880nm的光)转换成1000-1150nm波段的基频光。第一膜层21及第二膜层均对基频光波段的光高反，基频光在第一膜层21及第二膜层之间来回振荡的过程中，利用自倍频晶体10的自身的非线性效应，将基频光转换为波长为500-570nm波段的倍频光，即可见光。第一膜层21对倍频光高反，第二膜层对倍频光高透，使可见从自倍频晶体10的出射面透输出。第二膜层还对近红外光高透，没有转化为可见的倍频光的近红外光也会通过自倍频晶体10的出射面透输出。需要说明的是，当入射的近红外光能量超过自倍频晶体10的光阈值时，自倍频晶体10才会根据近红外光振荡产生可见光，才能使自倍频晶体10的出射面透输出近红外光及可见光。当入射的近红外光能量低于自倍频晶体10的光阈值时，自倍频晶体10的出射面仅透输出近红外光。使用者可以通过调整入射的近红外光能量来控制双波长激光器100是否输出同光路双波长的光。
所述双波长激光器100还包括近红外发生装置30、光线耦合装置40、双光耦合装置50、光纤60及扩束准直装置70。
所述近红外发生装置30设置于所述激光腔体的进光侧。所述光线耦合装置40设置于所述红外发生装置30与所述激光腔体之间。所述近红外发生装置30发出的近红外光从所述自倍频晶体10的入射面进入所述激光腔体内。具体地，所述光线耦合装置40将所述红外发生装置30发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体10的入射面。
在本实施例中，红外发生装置30可以是近红外LD。需要说明的是，近红外LD的发射峰应该与自倍频晶体10的吸收峰匹配。近红外LD封装形式可以是TO封装，或者C-mount，或者其他封装形式。LD输出激光波段由掺杂离子的种类决定，如掺杂离子是Nd+，则LD输出激光波段在800-900nm之间，如掺杂离子是Yb+，则LD输出激光波段在850-980nm之间。光线耦合装置40可以是透镜耦合组件、光纤耦合组件等，在此不做限定。
双光耦合装置50、光纤60及扩束准直装置70均设置与所述激光腔体的出光侧。
双光耦合装置50邻近所述自倍频晶体10的出射面。所述光纤60包括接收端61及输出端62。光纤60的接收端61置于所述双光耦合装置50远离所述激光腔体的一侧。扩束准直装置70设置于所述光纤60的输出端62双光耦合装置50以汇聚从所述自倍频晶体10的出射面输出的光，并将汇聚的光耦合进光纤60。光纤60用于接收并传播所述双光耦合装置50汇聚的光。需要说明的是，光可以仅有近红外光，也可以包括近红外光及可见光两种同光路不同波长的光。光纤60可以同时传播两种不同波长的光，并从光纤60的输出端62输出。扩束准直装置70用于接收从光纤60的输出端62输出的光。光经扩束准直装置70后，实现远场光斑的压缩。
第二实施例
请参照图3，本发明实施例还提供一种双波长激光器200，所述双波长激光器200包括膜层(图未标)、激光腔体(图未标)、耦合输出镜280及自倍频晶体210。
自倍频晶体210与第一实施例中提供的自倍频晶体10大致相同，在此不再赘述。所述自倍频晶体210及所述耦合输出镜280均设置于所述激光腔体内，且间隔设置。所述自倍频晶体210的入射面面向所述激光腔体的进光侧。所述耦合输出镜280的入射面临近所述自倍频晶体210的出射面。所述耦合输出镜280的出射面面向所述激光腔体的出光侧。本实施例中，所述自倍频晶体210的入射面及耦合输出镜280的出射面分别为所述激光腔体的两个腔镜面。
所述膜层包括第一膜层(图未标)及第二膜层(图未标)。所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体210的入射面，所述第二膜层镀设于所述耦合输出镜280的出射面。具体地，所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。
如图4所示，所述膜层还包括第三膜层23。所述自倍频晶体210的出射面与所述耦合输出镜280的入射面均镀设所述第三膜层23，其中，所述第三膜层23包括对所述基频光波段及倍频光波段增透的膜。
所述双波长激光器200还包括近红外发生装置230、光线耦合装置240、双光耦合装置250、光纤260及扩束准直装置270。
所述近红外发生装置230设置于所述激光腔体的进光侧。所述光线耦合装置240设置于所述红外发生装置230与所述激光腔体之间。所述近红外发生装置230发出的近红外光从所述自倍频晶体210的入射面进入所述激光腔体内。具体地，所述光线耦合装置240将所述红外发生装置230发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体210的入射面。
在本实施例中，红外发生装置230可以是近红外LD。需要说明的是，近红外LD的发射峰应该与自倍频晶体210的吸收峰匹配。近红外LD封装形式可以是TO封装，或者C-mount，或者其他封装形式。LD输出激光波段由掺杂离子的种类决定，如掺杂离子是Nd+，则LD输出激光波段在800-900nm之间，如掺杂离子是Yb+，则LD输出激光波段在850-980nm之间。光线耦合装置240可以是透镜耦合组件、光纤耦合组件等，在此不做限定。
双光耦合装置250、光纤260及扩束准直装置270均设置与所述激光腔体的出光侧。
双光耦合装置250邻近所述耦合输出镜280的出射面。所述光纤260包括接收端261及输出端262。光纤260的接收端261置于所述双光耦合装置250远离所述激光腔体的一侧。扩束准直装置270设置于所述光纤260的输出端262双光耦合装置250以汇聚从所述自倍频晶体210的出射面输出的光，并将汇聚的光耦合进光纤260。光纤260用于接收并传播所述双光耦合装置250汇聚的光。需要说明的是，光可以仅有近红外光，也可以包括近红外光及可见光两种同光路不同波长的光。光纤260可以同时传播两种不同波长的光，并从光纤260的输出端262输出。扩束准直装置270用于接收从光纤260的输出端262输出的光。光经扩束准直装置270后，实现远场光斑的压缩。
综上所述，本发明提供一种双波长激光器。所述双波长激光器包括膜层、激光腔体及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体设置于所述激光腔体内，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体的出射面，其中所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。近红外光波穿过激光腔体后生成近红外光及可见光，双波长激光器可同时输出同光路的两种不同波长的光。实用且结构简单，成本低，便于调试。且对温度适应能力强。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器包括膜层、激光腔体及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体设置于所述激光腔体内，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述自倍频晶体的出射面，其中所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。
2.如权利要求1所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括近红外发生装置，所述近红外发生装置设置于所述激光腔体的进光侧，所述近红外发生装置发出的近红外光从所述自倍频晶体的入射面进入所述激光腔体内。
3.如权利要求2所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括光线耦合装置，所述光线耦合装置设置于所述红外发生装置与所述激光腔体之间，所述光线耦合装置将所述红外发生装置发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体的入射面。
4.如权利要求2所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括双光耦合装置，所述双光耦合装置设置于所述激光腔体的出光侧，以汇聚从所述自倍频晶体的出射面输出的光。
5.如权利要求4所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括光纤，所述光纤的接收端置于所述双光耦合装置远离所述激光腔体的一侧，以接收并传播所述双光耦合装置汇聚的光。
6.如权利要求5所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括扩束准直装置，所述扩束准直装置设置于所述光纤的输出端，以接收所述光纤传播的光。
7.一种双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器包括膜层、激光腔体、耦合输出镜及自倍频晶体，所述膜层包括第一膜层及第二膜层，所述自倍频晶体及所述耦合输出镜均设置于所述激光腔体内，所述耦合输出镜的入射面临近所述自倍频晶体的出射面，所述第一膜层镀设于所述自倍频晶体的入射面，所述第二膜层镀设于所述耦合输出镜的出射面，其中，所述第一膜层包括对近红外波段增透且对基频光波段及倍频光波段高反透的膜，所述第二膜层包括对近红外波段及倍频光波段增透且对基频光波段高反透的膜。
8.如权利要求7所述的双波长激光器，其特征在于，所述膜层还包括第三膜层，所述自倍频晶体的出射面与所述耦合输出镜的入射面均镀设所述第三膜层，其中，所述第三膜层包括对所述基频光波段及倍频光波段增透的膜。
9.如权利要求7所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括光线耦合装置及近红外发生装置，所述近红外发生装置设置于所述激光腔体的进光侧，所述光线耦合装置设置于所述红外发生装置与所述激光腔体之间，所述光线耦合装置将所述红外发生装置发出的近红外光汇聚于所述自倍频晶体的入射面，以进入所述激光腔体。
10.如权利要求9所述的双波长激光器，其特征在于，所述双波长激光器还包括双光耦合装置，所述双光耦合装置设置于所述激光腔体的出光侧，以汇聚从所述耦合输出镜的出射面输出的光。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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