CN111628395A - 一种大功率窄线宽激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率窄线宽激光器，属于激光器技术领域，光选模区增大了光横模中高阶模式部分的衰减，使得激光器的高阶横模无法产生。光放大区提供了激光稳定振荡过程中的增益。选模放大芯片与第二准直镜组相邻的一端，镀有低反射率增透膜。选模放大芯片与第一准直镜组相邻的一端，镀有中反射率增透膜，相对于传统激光器技术，本发明的方案能够同时实现大功率、窄线宽激光输出，从而满足多种应用需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光器，特别是涉及一种大功率窄线宽激光器，属于激光器技术领域。
背景技术
激光器是工业、通信、传感、医疗等领域重要的核心器件。
激光器的线宽、功率是其中重要的特性指标，实现窄线宽、大功率的激光器，有重要的应用价值。
当前的技术方案中，实现100kHz级别线宽的窄线宽激光器，主要依靠外腔技术，典型的Littrow结构和Littman结构在实现大功率输出时，功率只能做到40-60mW，具有一定的局限性。而能实现大功率输出的半导体激光器技术，其线宽又很差,为此设计一种大功率窄线宽激光器来优化上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种大功率窄线宽激光器，光选模区增大了光横模中高阶模式部分的衰减，使得激光器的高阶横模无法产生。光放大区提供了激光稳定振荡过程中的增益。选模放大芯片与第二准直镜组相邻的一端，镀有低反射率增透膜。选模放大芯片与第一准直镜组相邻的一端，镀有中反射率增透膜，相对于传统激光器技术，本发明的方案能够同时实现大功率、窄线宽激光输出，从而满足多种应用需求。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种大功率窄线宽激光器，包括第一准直透视组、选模放大芯片、第二准直透镜组、窄带滤光片和角锥反射镜，所述选模放大芯片位于所述第一准直透视组的一侧，所述第二准直透镜组位于所述选模放大芯片远离所述第一准直透视组的一侧，所述窄带滤光片位于所述第二准直透镜组远离所述选模放大芯片的一侧，所述角锥反射镜位于所述窄带滤光片远离所述的一侧。
优选的，包括激光器外壳以及安装在所述激光器外壳内底部的硅制冷器板，所述激光器外壳的一端中部开设有光窗，所述硅制冷器板的顶部靠近所述光窗处设有第一准直透视组，所述硅制冷器板的顶部位于所述第一准直透视组远离所述光窗的一侧设有导热基板，所述硅制冷器板顶部位于所述导热基板远离所述(的一侧设有第二准直透镜组，所述硅制冷器板顶部位于所述第二准直透镜组远离所述光窗的一侧设有窄带滤光片，所述硅制冷器板顶部位于所述窄带滤光片远离所述光窗的一侧设有分光镜，且所述分光镜的底部设有光电探测器，所述硅制冷器板顶部位于所述分光镜远离所述光窗的一侧设有角锥反射镜，且所述硅制冷器板顶部位于所述角锥反射镜远离所述光窗的一侧设有压电陶瓷片。
优选的，所述第一准直透视组由多组相互垂直的柱面镜结构组成，所述第二准直透镜组由一组球面准直镜结构和一组柱状凹面镜结构组成。
优选的，所述选模放大芯片附近设有热敏电阻，所述硅制冷器板的顶部设有窄带滤光片支架。
优选的，所述硅制冷器板的顶部且位于所述光电探测器的两侧设有三角形结构的分光镜支架，且所述分光镜位于所述分光镜支架的顶部。
优选的，所述硅制冷器板的顶部且位于所述角锥反射镜的下方设有角锥反射镜支架。
优选的，所述激光器外壳的顶部设有封盖板。
优选的，所述激光器外壳具有良好导热性能的铝合金材料做成的封装外壳，且所述激光器外壳的顶部设有密封环。
优选的，所述光窗的内侧设有透明玻璃镜，且透明玻璃镜的外侧与所述光窗之间密封。
本发明的有益技术效果：
本发明提供的一种大功率窄线宽激光器，光选模区增大了光横模中高阶模式部分的衰减，使得激光器的高阶横模无法产生。光放大区提供了激光稳定振荡过程中的增益。选模放大芯片与第二准直镜组相邻的一端，镀有低反射率增透膜。选模放大芯片与第一准直镜组相邻的一端，镀有中反射率增透膜，相对于传统激光器技术，本发明的方案能够同时实现大功率、窄线宽激光输出，从而满足多种应用需求。
附图说明
图1为按照本发明的一种大功率窄线宽激光器的一优选实施例的装置整体立体结构示意图；
图2为按照本发明的一种大功率窄线宽激光器的一优选实施例的工作原理示意图。
图中：1-封盖板，2-激光器外壳，3-光窗，4-硅制冷器板，5-第一准直透视组，6-选模放大芯片，8-第二准直透镜组，9-压电陶瓷片，10-窄带滤光片，11-角锥反射镜，12-光电探测器，13-分光镜支架，14-分光镜，15-角锥反射镜支架，16-热敏电阻，17-窄带滤光片支架。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图2所示，本实施例提供的一种大功率窄线宽激光器，
包括第一准直透视组5、选模放大芯片6、第二准直透镜组8、窄带滤光片10和角锥反射镜11，选模放大芯片6位于第一准直透视组5的一侧，第二准直透镜组8位于选模放大芯片6远离第一准直透视组5的一侧，窄带滤光片10位于第二准直透镜组8远离选模放大芯片6的一侧，角锥反射镜11位于窄带滤光片10远离8的一侧。
在本实施例中，包括激光器外壳2以及安装在激光器外壳2内底部的硅制冷器板4，激光器外壳2的一端中部开设有光窗3，硅制冷器板4的顶部靠近光窗3处设有第一准直透视组5，硅制冷器板4的顶部位于第一准直透视组5远离光窗3的一侧设有导热基板7，硅制冷器板4顶部位于导热基板7远离3的一侧设有第二准直透镜组8，硅制冷器板4顶部位于第二准直透镜组8远离光窗3的一侧设有窄带滤光片10，硅制冷器板4顶部位于窄带滤光片10远离光窗3的一侧设有分光镜14，且分光镜14的底部设有光电探测器12，硅制冷器板4顶部位于分光镜14远离光窗3的一侧设有角锥反射镜11，且硅制冷器板4顶部位于角锥反射镜11远离光窗3的一侧设有压电陶瓷片9。
激光器外壳2：具有良好导热性能的材料做成的封装外壳，具有密封性和刚度。外壳上开有激光出射孔。所有的元件均安装在外壳内。
光窗3：安装在激光出射孔上，由透明材料构成，具有气密性。
封盖板1：激光外壳的封盖，具有密封性和刚度。
硅制冷器板4：安装在外壳底座之上，起到调节选模放大芯片上温度的作用。
导热基板：安装在外壳底座之上，由导热性能良好的陶瓷构成，其表面有电路，电路上安装有热敏电阻和选模放大芯片，起到传导热量的作用。
热敏电阻16：安装在导热基板上，起到感知选模放大芯片的作用。
选模放大芯片6：包含光选模区和光放大区。光选模区增大了光横模中高阶模式部分的衰减，使得激光器的高阶横模无法产生。光放大区提供了激光稳定振荡过程中的增益。选模放大芯片与第二准直镜组相邻的一端，镀有低反射率增透膜。选模放大芯片与第一准直镜组相邻的一端，镀有中反射率增透膜。
第一准直镜组5：由两个柱面镜构成，两柱面镜相互垂直，分别将选模放大芯片出射的两个轴向的光进行准直。
第二准直镜组8：由一个非球面准直镜和一个柱状凹面镜组成，共同作用将选模放大芯片另一端出射的光进行准直。
窄带滤光片支架17：安装在硅制冷器上，负责窄带滤光片和硅制冷器之间的连接。
窄带滤光片10：一种光学带通型滤光片，可以将其通带内的光透射，通带外的光反射。
分光镜14：可以将少部分能量的光反射，大部分能量的光透射。
分光镜支架13：安装在硅制冷器上，负责分光镜和硅制冷器之间的连接。
光电探测器12：一种光学芯片，可以将光能量转换为电流。
角锥反射镜11：所述角锥反射镜可以将平行入射的光，按完全相反的方向进行反射，其结构为圆锥结构的反射镜或三面反射镜，且圆锥结构的角锥反射镜上方圆锥的高度与底面圆形半径相等，且三面反射镜的三个面之间相互呈九十度夹角。
角锥反射镜支架15：侧面安装在压电陶瓷片上，其上固定有角锥反射器。
压电陶瓷片9：一种具有压电效应的陶瓷片，通电后可以改变其尺寸，从而改变光学链路的腔长。
在本实施例中，所述第一准直透视组5由多组相互垂直的柱面镜结构组成，所述第二准直透镜组8由一组球面准直镜结构和一组柱状凹面镜结构组成。
在本实施例中，所述选模放大芯片6附近设有热敏电阻16，所述硅制冷器板4的顶部设有窄带滤光片支架17。
在本实施例中，硅制冷器板4的顶部且位于光电探测器12的两侧设有三角形结构的分光镜支架13，且分光镜14位于分光镜支架13的顶部。
在本实施例中，硅制冷器板4的顶部且位于角锥反射镜11的下方设有角锥反射镜支架15。
在本实施例中，激光器外壳2的顶部设有封盖板1。
在本实施例中，激光器外壳2具有良好导热性能的铝合金材料做成的封装外壳，且激光器外壳2的顶部设有密封环。
在本实施例中，光窗3的内侧设有透明玻璃镜，且透明玻璃镜的外侧与光窗3之间密封。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，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所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：包括第一准直透视组(5)、选模放大芯片(6)、第二准直透镜组(8)、窄带滤光片(10)和角锥反射镜(11)，所述选模放大芯片(6)位于所述第一准直透视组(5)的一侧，所述第二准直透镜组(8)位于所述选模放大芯片(6)远离所述第一准直透视组(5)的一侧，所述窄带滤光片(10)位于所述第二准直透镜组(8)远离所述选模放大芯片(6)的一侧，所述角锥反射镜(11)位于所述窄带滤光片(10)远离所述(8)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：包括激光器外壳(2)以及安装在所述激光器外壳(2)内底部的硅制冷器板(4)，所述激光器外壳(2)的一端中部开设有光窗(3)，所述硅制冷器板(4)的顶部靠近所述光窗(3)处设有第一准直透视组(5)，所述硅制冷器板(4)的顶部位于所述第一准直透视组(5)远离所述光窗(3)的一侧设有导热基板(7)，所述导热基板(7)上设有选模放大芯片(6)，所述硅制冷器板(4)顶部位于所述导热基板(7)远离所述光窗(3)的一侧设有第二准直透镜组(8)，所述硅制冷器板(4)顶部位于所述第二准直透镜组(8)远离所述光窗(3)的一侧设有窄带滤光片(10)，所述硅制冷器板(4)顶部位于所述窄带滤光片(10)远离所述光窗(3)的一侧设有分光镜(14)，且所述分光镜(14)的底部设有光电探测器(12)，所述硅制冷器板(4)顶部位于所述分光镜(14)远离所述光窗(3)的一侧设有角锥反射镜(11)，且所述硅制冷器板(4)顶部位于所述角锥反射镜(11)远离所述光窗(3)的一侧设有压电陶瓷片(9)。
3.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述第一准直透视组(5)由多组相互垂直的柱面镜结构组成，所述第二准直透镜组(8)由一组球面准直镜结构和一组柱状凹面镜结构组成。
4.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述选模放大芯片(6)附近设有热敏电阻(16)，所述硅制冷器板(4)的顶部设有窄带滤光片支架(17)。
5.根据权利要求1所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述硅制冷器板(4)的顶部且位于所述光电探测器(12)的两侧设有三角形结构的分光镜支架(13)，且所述分光镜(14)位于所述分光镜支架(13)的顶部。
6.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述硅制冷器板(4)的顶部且位于所述角锥反射镜(11)的下方设有角锥反射镜支架(15)。
7.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述激光器外壳(2)的顶部设有封盖板(1)。
8.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述激光器外壳(2)具有良好导热性能的合金材料做成的封装外壳，且所述激光器外壳(2)的顶部设有密封环。
9.根据权利要求2所述的一种大功率窄线宽激光器，其特征在于：所述光窗(3)的内侧设有透明玻璃镜，且透明玻璃镜的外侧与所述光窗(3)之间密封。
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| CN202010653091.4A CN111628395A (zh) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | 一种大功率窄线宽激光器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117824168A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 允珩(天津)科技发展有限公司 | 基于光热转换的光纤传输供能系统及利用方法 |
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2020
- 2020-07-08 CN CN202010653091.4A patent/CN111628395A/zh not_active Withdrawn
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20200904 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |