CN113540947A - 一种双晶体高功率绿光固体激光器 - Google Patents

一种双晶体高功率绿光固体激光器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双晶体高功率绿光固体激光器，包括：一号光路装置和设置于一号光路装置一侧的二号光路装置，且一号光路装置和二号光路装置的方向相反，并且相互配合运用。本装置设计合理，操作便利，工作效率高，通过设置全反镜可以把未被吸收的泵浦光，再经过透镜组合反射回激光体，实现对泵浦光的高而平滑的吸收，从而将热负载分散到整个晶体长度上，极大的降低了输入端面上热负载。

Description

一种双晶体高功率绿光固体激光器
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其是涉及一种双晶体高功率绿光固体激光器。
背景技术
在许多应用中，如钛蓝宝石抽运或染料激光器、对红外吸收率低的材料的处理、玻璃的退火和结晶，甚至大规模的激光展示，都需要连续工作的高功率、高光束质量的绿光激光器。大型氩离子激光器是第一个以接近衍射极限的光束质量提供超过30W功率的激光器，但因为其非常低的效率，通常需要几十千瓦的电力和大流量的水冷却循环装置。近些年，随着高功率激光二极管和高质量掺钕钒酸盐和非线性晶体的出现，532nm的腔内倍频激光器在商业上得到了广泛应用，在以接近衍射极限的光束质量的情况下，最初能得到5-10W稳定的无噪声输出功率。虽然输出功率一直在提高，但是在商业应用上其输出功率任然不能满足工业性需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双晶体高功率绿光固体激光器。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
一种双晶体高功率绿光固体激光器，包括：一号光路装置和设置于一号光路装置一侧的二号光路装置，且一号光路装置和二号光路装置的方向相反，并且相互配合运用；
所述一号光路装置包括一号泵浦源、一号准直透镜、一号聚焦透镜、一号反射镜、一号激光晶体、二号反射镜、二号准直透镜、一号全反镜、六号反射镜、LBO晶体和输出镜；所述一号光路装置从左到右依次设置一号泵浦源、一号准直透镜、一号聚焦透镜、一号反射镜、一号激光晶体、二号反射镜、二号准直透镜、一号全反镜；在所述一号全反镜的后侧设置输出镜；在所述输出镜的左侧设置六号反射镜，且输出镜和六号反射镜之间相配合运用；所述输出镜与一号反射镜之间相配合运用；在所述六号反射镜和输出镜之间设置LBO晶体。
优选的是，所述二号光路装置包括二号泵浦源、三号准直透镜、二号聚焦透镜、三号反射镜、二号激光晶体、四号反射镜、四号准直透镜、二号全反镜、五号反射镜和声光调制器；所述二号光路装置从右到左依次设置二号泵浦源、三号准直透镜、二号聚焦透镜、三号反射镜、二号激光晶体、四号反射镜、四号准直透镜和二号全反镜；所述四号反射镜与二号反射镜之间相配合运用；在所述二号全反镜的前侧设置五号反射镜，且五号反射镜与三号反射镜之间相配合运用；在所述五号反射镜和三号反射镜之间设置声光调制器。
优选的是，所述一号泵浦源和二号泵浦源均为光纤耦合激光二极管。
优选的是，所述一号反射镜、二号反射镜、三号反射镜和四号反射镜均为平凸镜。
优选的是，所述一号反射镜和二号反射镜的凸起面相对应；三号反射镜和四号反射镜的凸起面相对应。
优选的是，所述六号反射镜和输出镜均为凹面镜。
优选的是，所述六号反射镜和输出镜的凹面相对应。
本发明具有以下优点：
本装置设计合理，操作便利，工作效率高，制造成本低，通过设置全反镜可以把未被吸收的泵浦光，再经过透镜组合反射回激光体，实现对泵浦光的高而平滑的吸收，总吸收效率高达95％，从而将热负载分散到整个晶体长度上，极大的降低了输入端面上热负载。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明一种双晶体高功率绿光固体激光器的结构示意图。
图中，各附图标记为：
12-一号泵浦源，13-一号准直透镜，14-一号聚焦透镜，15-一号反射镜，16-一号激光晶体，17-二号反射镜，18-二号准直透镜，19-一号全反镜，110-六号反射镜，111-输出镜，112-LBO晶体，22-二号泵浦源，23-三号准直透镜，24-二号聚焦透镜，25-三号反射镜，26-二号激光晶体，27-四号反射镜，28-四号准直透镜，29-二号全反镜，210-五号反射镜，211-声光调制器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，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；可以是直接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，一种双晶体高功率绿光固体激光器包括：一号光路装置和设置于一号光路装置一侧的二号光路装置，且一号光路装置和二号光路装置的方向相反，并且相互配合运用；
所述一号光路装置包括一号泵浦源12、一号准直透镜13、一号聚焦透镜14、一号反射镜15、一号激光晶体16、二号反射镜17、二号准直透镜18、一号全反镜19、六号反射镜110、LBO晶体112和输出镜111；所述一号光路装置从左到右依次设置一号泵浦源12、一号准直透镜13、一号聚焦透镜14、一号反射镜15、一号激光晶体16、二号反射镜17、二号准直透镜18、一号全反镜19；在一号全反镜19的后侧设置输出镜111，在输出镜111的左侧设置六号反射镜110，且输出镜111和六号反射镜110之间相配合运用；所述输出镜111与一号反射镜15之间相配合运用，在六号反射镜110和输出镜111之间设置LBO晶体112。
所述二号光路装置包括二号泵浦源22、三号准直透镜23、二号聚焦透镜24、三号反射镜25、二号激光晶体26、四号反射镜27、四号准直透镜28、二号全反镜29、五号反射镜210和声光调制器211；所述二号光路装置从右到左依次设置二号泵浦源22、三号准直透镜23、二号聚焦透镜24、三号反射镜25、二号激光晶体26、四号反射镜27、四号准直透镜28、二号全反镜29；所述四号反射镜27与二号反射镜17之间相配合运用；在二号全反镜29的前侧设置五号反射镜210，且五号反射镜210与三号反射镜25之间相配合运用；在五号反射镜210和三号反射镜25之间设置声光调制器211，通过设置声光调制器211便于控制激光束强弱变化。
进一步地，所述一号泵浦源12和二号泵浦源22均为光纤耦合激光二极管。
进一步地，所述一号反射镜15、二号反射镜17、三号反射镜25和四号反射镜27均为平凸镜；所述一号反射镜15和二号反射镜17的凸起面相对应；三号反射镜25和四号反射镜27的凸起面相对应。
进一步地，所述六号反射镜110和输出镜111均为凹面镜；所述六号反射镜110和输出镜111的凹面相对应。
本装置光纤端面输出的泵浦光通过准直器、调节器，以沿晶体长度方向，近乎垂直与晶体端面的方式射入激光晶体内部，泵浦光聚焦在晶体中心的直径约为1350μm。并且全反镜准直透镜和反射镜反射未被吸收的泵浦光，反射回激光晶体，实现对泵浦光的高而平滑的吸收，总吸收效率高达95％，从而将热负载分散到整个晶体长度上，极大的降低了输入端面上热负载。剩余的少部分非吸收泵浦光因为使用光纤耦合系统，使未吸收泵浦光在光纤耦合系统内被结构壁吸收掉，从而避免了光纤卡套的过热，并且不影响二极管的工作。同时本结构具有低功耗、紧凑、可靠和易于使用的优点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，包括：一号光路装置和设置于一号光路装置一侧的二号光路装置，且一号光路装置和二号光路装置的方向相反，并且相互配合运用；
所述一号光路装置包括一号泵浦源、一号准直透镜、一号聚焦透镜、一号反射镜、一号激光晶体、二号反射镜、二号准直透镜、一号全反镜、六号反射镜、LBO晶体和输出镜；所述一号光路装置从左到右依次设置一号泵浦源、一号准直透镜、一号聚焦透镜、一号反射镜、一号激光晶体、二号反射镜、二号准直透镜、一号全反镜；在所述一号全反镜的后侧设置输出镜；在所述输出镜的左侧设置六号反射镜，且输出镜和六号反射镜之间相配合运用；所述输出镜与一号反射镜之间相配合运用；在所述六号反射镜和输出镜之间设置LBO晶体。
2.根据权利要求1所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述二号光路装置包括二号泵浦源、三号准直透镜、二号聚焦透镜、三号反射镜、二号激光晶体、四号反射镜、四号准直透镜、二号全反镜、五号反射镜和声光调制器；所述二号光路装置从右到左依次设置二号泵浦源、三号准直透镜、二号聚焦透镜、三号反射镜、二号激光晶体、四号反射镜、四号准直透镜和二号全反镜；所述四号反射镜与二号反射镜之间相配合运用；在所述二号全反镜的前侧设置五号反射镜，且五号反射镜与三号反射镜之间相配合运用；在所述五号反射镜和三号反射镜之间设置声光调制器。
3.根据权利要求2所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述一号泵浦源和二号泵浦源均为光纤耦合激光二极管。
4.根据权利要求2所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述一号反射镜、二号反射镜、三号反射镜和四号反射镜均为平凸镜。
5.根据权利要求4所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述一号反射镜和二号反射镜的凸起面相对应；三号反射镜和四号反射镜的凸起面相对应。
6.根据权利要求1所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述六号反射镜和输出镜均为凹面镜。
7.根据权利要求6所述的一种双晶体高功率绿光固体激光器，其特征在于，所述六号反射镜和输出镜的凹面相对应。
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