CN112787208A - 一种ld端泵s-mopa激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LD端泵S‑MOPA激光器，包括包括：LD泵浦源，主激光器以及放大器；所述主激光器包括：后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置以及输出镜；所述放大器包括：第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体和折射镜；所述LD泵浦源发出的泵浦光进入谐振腔内，所述谐振腔由主激光器以及放大器组成，谐振腔内依次放入构成主激光器的后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置，输出镜以及构成放大器的第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体与折射镜；所述折射镜倾斜设置，由所述LD泵浦源发出的泵浦光最终通过折射镜输出。通过本发明的公开，实现刻印功率可调，扩大了刻印材质的范围，提升了刻印光束的品质，同时保证了刻印速率。

Description

一种LD端泵S-MOPA激光器
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种LD端泵S-MOPA激光器。
背景技术
光纤是以SiO2为基质材料拉成的玻璃实体纤维，其导光原理是利用光的全反射原理，即当光以大于临界角的角度由折射率大的光密介质入射到折射率小的光疏介质时，将发生全反射，入射光全部反射到折射率大的光密介质，折射率小的光疏介质内将没有光透过。普通裸光纤一般由中心高折射率玻璃芯、中间低折射率硅玻璃包层和最外部的加强树脂涂层组成。光纤按传播光波模式可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤的芯径较小，只能传播一种模式的光，其模间色散较小。多模光纤的芯径较粗，可传播多种模式的光，但其模间色散较大。按折射率分布的情况化分，可分为阶跃折射率(SI)光纤和渐变折射率(GI)光纤。
掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体是一种性能优良的激光晶体，适于制造激光二极管泵浦特别是中低功率的激光器。与Nd:YAG相比Nd:YVO4对泵浦光有较高的吸收系数和更大的受激发射截面。激光二极管泵浦的Nd:YVO4晶体与LBO,BBO,KTP等高非线性系数的晶体配合使用，能够达到较好的倍频转换效率，可以制成输出近红外、绿色、蓝色到紫外线等类型的全固态激光器。现在Nd:YVO4激光器已在机械、材料加工、波谱学、晶片检验、显示器、医学检测、激光印刷、数据存储等多个领域得到广泛的应用。而且Nd:YVO4二极管泵浦固态激光器正在迅速取代传统的水冷离子激光器和灯泵浦激光器的市场，尤其是在小型化和单纵模输出方面。
光纤激光器高速刻印重视输出，Nd:YVO4激光器高品质刻印重视峰值功率，两者各有优劣，无法满足多种型材的刻印，刻印速率低。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种LD端泵S-MOPA激光器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种LD端泵S-MOPA激光器，包括：LD泵浦源，主激光器以及放大器；所述主激光器包括：后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置以及输出镜；
所述放大器包括：第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体和折射镜；
所述LD泵浦源发出的泵浦光进入谐振腔内，所述谐振腔由主激光器以及放大器组成，谐振腔内依次放入构成主激光器的后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置，输出镜以及构成放大器的第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体与折射镜；
所述折射镜倾斜设置，由所述LD泵浦源发出的泵浦光最终通过折射镜输出。
本发明一个较佳实施例中，所述LD泵浦源采用高散热性的单管发射器。
本发明一个较佳实施例中，所述激光器输出为25W,峰值功率达200KW。
本发明一个较佳实施例中，所述激光器输出方式包括：连续输出与脉冲输出。
本发明一个较佳实施例中，所述脉冲输出最短达4ns宽的短脉冲激光。
本发明一个较佳实施例中，所述第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体与第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体的两个端面均镀有对波长1000nm-1200nm的光增透的膜。
本发明一个较佳实施例中，所述声光调Q装置由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，射频输入装置的射频波调制频率为6-30KHZ。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）一种LD端泵S-MOPA激光器，混合了YVO4激光技术和光纤激光技术，其输出为25瓦，是传统YVO4激光大约两倍的高功率输出，实现更快的刻印和加工，有助于提高生产效率，同时，高功率输出通过最短4ns宽的短脉冲激光，可将对工件的热损伤控制在最小范围内。
（2）涵盖传统YVO4激光刻印机和光纤激光刻印机的优点，适用于多种型材的高速高品质可印。
折射镜倾斜设置，由LD泵浦源发出的泵浦光最终通过折射镜输出，实现刻印功率可调，扩大了刻印材质的范围，提升了刻印光束的品质，同时保证了刻印速率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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的附图。
图1为本发明一种LD端泵S-MOPA激光器的光路结构示意图。
具体地，1、LD泵浦源；2、后镜；3、第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体；4、声光调Q装置；5、输出镜；6、第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体；7、折射镜。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
如图1所示，一种LD端泵S-MOPA激光器，包括：LD泵浦源11，主激光器以及放大器；所述主激光器包括：后镜2，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体3，声光调Q装置4以及输出镜5；所述放大器包括：第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体6和折射镜7；所述LD泵浦源1发出的泵浦光进入谐振腔内，所述谐振腔由主激光器以及放大器组成，谐振腔内依次放入构成主激光器的后镜2，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体3，声光调Q装置4，输出镜5以及构成放大器的第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体6与折射镜7；所述折射镜7倾斜设置，由所述LD泵浦源1发出的泵浦光最终通过折射镜7输出。
一种LD端泵S-MOPA激光器，混合了YVO4激光技术和光纤激光技术，其输出为25瓦，是传统YVO4激光大约两倍的高功率输出，实现更快的刻印和加工，有助于提高生产效率，同时，高功率输出通过最短4ns宽的短脉冲激光，可将对工件的热损伤控制在最小范围内。涵盖传统YVO4激光刻印机和光纤激光刻印机的优点，适用于多种型材的高速高品质可印。折射镜7倾斜设置，由LD泵浦源1发出的泵浦光最终通过折射镜7输出，实现刻印功率可调，扩大了刻印材质的范围，提升了刻印光束的品质，同时保证了刻印速率。所述LD泵浦源1采用高散热性的单管发射器。所述激光器输出为25W,峰值功率达200KW。所述激光器输出方式包括：连续输出与脉冲输出。所述脉冲输出最短达4ns宽的短脉冲激光。所述第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体3与第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体6的两个端面均镀有对波长1000nm-1200nm的光增透的膜。所述声光调Q装置4由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，射频输入装置的射频波调制频率为6-30KHZ。由于拉曼效应为三阶的非线性效应，需要基频光具有较高的峰值功率，在激光器中使用声光调Q装置4，能够大大提高基频光的峰值功率，从而提高基频光到拉曼光的转换效率，有效提高了该激光器的性能。通过主激光器产生脉冲，然后通过放大器将脉冲放大。因此可维持主激光器产生的高峰值、高品质脉冲，同时进行放大。此外，采用具有光纤激光特点的单管发射器激发LD，与固体激光的巴调发射器LD(单个半导体芯片中具有多个发光面的LD）相比，热密度较低，冷却负荷较小，实现了长寿面。
激光器的工作流程如下：LD泵浦源1发出的光分别通过自后镜2和折射镜7对应进入第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体3与第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体6，声光调Q装置4的调Q开关关闭时，泵浦光转为反转粒子存储起来；当Q开关打开时，积攒的大量反转粒子瞬间通过受激辐射转为基频光，且具有较高峰值功率的基频光，通过输出镜5进入放大器中，并与放大器内的第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体6所储存的反转粒子一同经折射镜7输出。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种LD端泵S-MOPA激光器，包括：LD泵浦源，主激光器以及放大器；其特征在于，所述主激光器包括：后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置以及输出镜；
所述放大器包括：第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体和折射镜；
所述LD泵浦源发出的泵浦光进入谐振腔内，所述谐振腔由主激光器以及放大器组成，谐振腔内依次放入构成主激光器的后镜，第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体，声光调Q装置，输出镜以及构成放大器的第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体与折射镜；
所述折射镜倾斜设置，由所述LD泵浦源发出的泵浦光最终通过折射镜输出。
2.根据权利要求1所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述LD泵浦源采用高散热性的单管发射器。
3.根据权利要求1所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述激光器输出为25W,峰值功率达200KW。
4.根据权利要求1所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述激光器输出方式包括：连续输出与脉冲输出。
5.根据权利要求4所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述脉冲输出最短达4ns宽的短脉冲激光。
6.根据权利要求1所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述第一掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体与第二掺钕钒酸钇Nd:YVO4自拉曼晶体的两个端面均镀有对波长1000nm-1200nm的光增透的膜。
7.根据权利要求1所述的一种LD端泵S-MOPA激光器，其特征在于：所述声光调Q装置由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，射频输入装置的射频波调制频率为6-30KHZ。
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