CN109301684A - 二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二极管预泵浦‑正常泵浦的固体激光器，包括：激光谐振腔、RTP电光主动调Q组件和两套二极管泵浦模块，两套二极管泵浦模块分别以预泵浦‑正常泵浦交替工作，当固体激光器以高重频f工作时，两套二极管泵浦模块分别以低重频f/2交替工作，其中一套二极管泵浦模块正常泵浦时，另一套二极管泵浦模块处于预泵浦状态。本发明采用在一套激光器的谐振腔内，有一套激光器的主动调Q组件，两套二极管泵浦模块，其中的两套二极管泵浦模块分别以预泵浦‑正常泵浦交替工作，由于是采用的一套激光器谐振腔、一套调Q组件，所以相对于采用两套激光器交替工作，就大大减小了激光器的体积重量及成本，激光器的效率也得到了提高。

Description

二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器
技术领域
本发明属于固体激光器技术领域，涉及一种二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器。
背景技术
高重频(如50～100Hz)大能量(如100～200mJ)Nd:YAG固体激光器，尤其是这样的小型Nd:YAG激光器，在各种机载、舰载以及车载激光器中已经使用的越来越多，但现在的一般这样的激光器，都是在一个激光谐振腔内具有一套调Q主件及一套二极管泵浦模块，同时以一个重频f工作，这样的话，由于在这个二极管泵浦模块内注入的泵浦能量较高，产生的废热也就较高，尤其是在机载、舰载、车载的光电吊舱的密闭高温环境里，激光器的温度更高，二极管泵浦模块产生的废热更难排走，二极管泵浦模块里面的激光晶体产生的热也就越来越多，由此带来激光晶体的热效应也越来越大，这种热效应包括激光晶体的热变形和热致退偏效应等，激光晶体热效应的加重，极大的降低了激光器输出的激光光学质量、甚至导致激光器调Q性能的降低，严重影响了激光器的工程应用。
为了解决上述问题，最早是采用两个同样的激光器交替工作，但这样带来激光器系统的体积重量增大，成本也增加，不适合于各种机载、舰载以及车载的小型吊舱应用要求。后来采用在一个激光谐振腔内，具有一套调Q组件和两套二极管泵浦模块，且两套二极管泵浦模块交替工作，但这样的系统虽然避免了上述缺点，但由于两套二极管泵浦模块在交替工作状态下，当一套二极管泵浦模块工作时，另一套处于完全不泵浦状态，这在激光谐振腔内就是一个很大的损耗，这带来激光器的整体效率的降低。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，针对现有技术中的高重频f(如50～100Hz)、大能量(如100～200mJ)Nd:YAG固体激光器的成本高、体积重量大、激光晶体热效应严重、激光效率低等不足之处进行改善。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其包括：激光谐振腔、RTP电光主动调Q组件和两套二极管泵浦模块，激光谐振腔包括转轴角镜4、输出镜1、双光楔8、全反镜9，全反镜9和双光楔8同轴，全反镜9和输出镜1不同轴，RTP电光主动调Q组件布置在转轴角镜4和双光楔8之间，两套二极管泵浦模块同轴布置且位于转轴角镜4和输出镜1之间，转轴角镜4对经由RTP电光主动调Q组件入射在其表面的光束进行折转反射，然后由输出镜1输出；两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作。
其中，两套所述二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作的模式为：当固体激光器以高重频f工作时，两套二极管泵浦模块分别以低重频f/2交替工作，其中一套二极管泵浦模块正常泵浦时，另一套二极管泵浦模块处于预泵浦状态。
其中，所述RTP电光主动调Q组件包括RTP调Q晶体6和位于其两侧的第一偏振片5和第二偏振片7，第一偏振片5和第二偏振片7的偏振方向垂直。
其中，两套所述二极管泵浦模块分别为靠近输出镜1一侧的第一二极管泵浦模块2和靠近转轴角镜4一侧的第二二极管泵浦模块3，第一二极管泵浦模块2的结构和第二二极管泵浦模块3的结构相同。
其中，所述第一二极管泵浦模块2包括第一激光晶体、两组第一激光晶体热沉10和两组第一二极管巴条及巴条热沉12，第一激光晶体铟焊在两组第一激光晶体热沉10之间，两组第一激光晶体热沉10交错布置，两组第一二极管巴条及巴条热沉12交错布置在激光晶体两侧。
其中，所述第二二极管泵浦模块3包括第二激光晶体、两组第二激光晶体热沉11和两组第二二极管巴条及巴条热沉13，第二激光晶体铟焊在两组第二激光晶体热沉11之间，两组第二激光晶体热沉11交错布置，两组第二二极管巴条及巴条热沉13交错布置在激光晶体两侧。
其中，所述第一激光晶体和第二激光晶体均为Nd:YAG激光晶体。
其中，还包括风机。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，采用在一套激光器的谐振腔内，有一套激光器的主动调Q组件，两套二极管泵浦模块，其中的两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作，由于是采用的一套激光器谐振腔、一套调Q组件，所以相对于采用两套激光器交替工作，就大大减小了激光器的体积重量及成本，激光器的效率也得到了提高。
附图说明
图1为本发明二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器的光路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参阅图1，本发明二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器包括激光谐振腔、RTP电光主动调Q组件和两套二极管泵浦模块，激光谐振腔包括转轴角镜4、输出镜1、双光楔8、全反镜9，全反镜9和双光楔8同轴，全反镜9和输出镜1不同轴，RTP电光主动调Q组件布置在转轴角镜4和双光楔8之间，两套二极管泵浦模块同轴布置且位于转轴角镜4和输出镜1之间，转轴角镜4对经由RTP电光主动调Q组件入射在其表面的光束进行折转反射，然后由输出镜1输出；两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作。
两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作的模式为：当固体激光器以高重频f工作时，两套二极管泵浦模块分别以低重频f/2交替工作，其中一套二极管泵浦模块正常泵浦时，另一套二极管泵浦模块处于预泵浦状态。
RTP电光主动调Q组件包括RTP调Q晶体6和位于其两侧的第一偏振片5和第二偏振片7，第一偏振片5和第二偏振片7的偏振方向垂直。
两套二极管泵浦模块分别为靠近输出镜1一侧的第一二极管泵浦模块2和靠近转轴角镜4一侧的第二二极管泵浦模块3，第一二极管泵浦模块2的结构和第二二极管泵浦模块3的结构相同。
第一二极管泵浦模块2包括第一激光晶体、两组第一激光晶体热沉10和两组第一二极管巴条及巴条热沉12，第一激光晶体铟焊在两组第一激光晶体热沉10之间，两组第一激光晶体热沉10交错布置，两组第一二极管巴条及巴条热沉12交错布置在激光晶体两侧。
第二二极管泵浦模块3包括第二激光晶体、两组第二激光晶体热沉11和两组第二二极管巴条及巴条热沉13，第二激光晶体铟焊在两组第二激光晶体热沉11之间，两组第二激光晶体热沉11交错布置，两组第二二极管巴条及巴条热沉13交错布置在激光晶体两侧。
第一激光晶体和第二激光晶体均为Nd:YAG激光晶体。
根据本发明，采用在一套激光器的谐振腔内，有一套激光器的主动调Q组件，两套二极管泵浦模块，其中的两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作，即当该激光器以高重频f工作时，两套二极管泵浦模块分别以低重频f/2交替工作，如当第一二极管泵浦模块2正常泵浦时，第二二极管泵浦模块3处于预泵浦状态，调整两套二极管泵浦模块的泵浦电流，使得该激光器的工作效率达到最佳值，此时，两套分别以低重频f/2工作的二极管泵浦模块合成为一个以高重频f工作的二极管泵浦系统，并与高重频为f工作的激光谐振腔和调Q组件合成为一个以高重频f工作的高效率Nd:YAG固体激光器。
由上述技术方案可以看出，本发明采用两套二极管泵浦模块，其中的两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作，相对于没有采用预泵浦的激光器而言，激光器的效率大大提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，包括：激光谐振腔、RTP电光主动调Q组件和两套二极管泵浦模块，激光谐振腔包括转轴角镜(4)、输出镜(1)、双光楔(8)、全反镜(9)，全反镜(9)和双光楔(8)同轴，全反镜(9)和输出镜(1)不同轴，RTP电光主动调Q组件布置在转轴角镜(4)和双光楔(8)之间，两套二极管泵浦模块同轴布置且位于转轴角镜(4)和输出镜(1)之间，转轴角镜(4)对经由RTP电光主动调Q组件入射在其表面的光束进行折转反射，然后由输出镜(1)输出；两套二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作。
2.如权利要求1所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，两套所述二极管泵浦模块分别以预泵浦-正常泵浦交替工作的模式为：当固体激光器以高重频f工作时，两套二极管泵浦模块分别以低重频f/2交替工作，其中一套二极管泵浦模块正常泵浦时，另一套二极管泵浦模块处于预泵浦状态。
3.如权利要求2所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，所述RTP电光主动调Q组件包括RTP调Q晶体(6)和位于其两侧的第一偏振片(5)和第二偏振片(7)，第一偏振片(5)和第二偏振片(7)的偏振方向垂直。
4.如权利要求3所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，两套所述二极管泵浦模块分别为靠近输出镜(1)一侧的第一二极管泵浦模块(2)和靠近转轴角镜(4)一侧的第二二极管泵浦模块(3)，第一二极管泵浦模块(2)的结构和第二二极管泵浦模块(3)的结构相同。
5.如权利要求3所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，所述第一二极管泵浦模块(2)包括第一激光晶体、两组第一激光晶体热沉(10)和两组第一二极管巴条及巴条热沉(12)，第一激光晶体铟焊在两组第一激光晶体热沉(10)之间，两组第一激光晶体热沉(10)交错布置，两组第一二极管巴条及巴条热沉(12)交错布置在激光晶体两侧。
6.如权利要求3所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，所述第二二极管泵浦模块(3)包括第二激光晶体、两组第二激光晶体热沉(11)和两组第二二极管巴条及巴条热沉(13)，第二激光晶体铟焊在两组第二激光晶体热沉(11)之间，两组第二激光晶体热沉(11)交错布置，两组第二二极管巴条及巴条热沉(13)交错布置在激光晶体两侧。
7.如权利要求5或6所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，所述第一激光晶体和第二激光晶体均为Nd:YAG激光晶体。
8.如权利要求7所述的二极管预泵浦-正常泵浦的固体激光器，其特征在于，还包括风机。
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