CN116260033A - 一种键合一体化小型激光器 - Google Patents

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段宇程
李星
曹景华
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Abstract

本发明提出了一种键合一体化小型激光器，包括：全反膜，键合棒，调Q晶体，工作物质，输出膜；键合棒的一端镀有全反膜，另一端与调Q晶体键合；工作物质的一端与调Q晶体远离全反膜的一端键合，另一端镀有输出膜；其中，全反膜所在的平面与输出膜所在的平面互相平行。本发明所提供的键合一体化小型激光器，通过一体化键合方式，避免了机械件应力释放、高低温、冲击振动等带来的一系列问题，进而保证激光谐振腔的对准精度；另外本发明提供的激光器，可以避免灰尘、水气进入激光器的谐振腔，保证了光学元件的洁净度，从而进一步保证了本发明在恶劣的检测使用环境下长时间工作的稳定性以及可靠性。

Description

一种键合一体化小型激光器
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种键合一体化小型激光器。
背景技术
小型及微型激光测距机和激光测照器在固体激光器的应用领域都有较为广泛的应用。作为激光测距机的核心器件，小微型激光器必不可少。
激光器谐振腔前后腔镜的对准精度要求极高，在几秒范围之内。一般激光器采用可调整的机械结构来进行谐振腔的对准，可是机械件的应力释放、冲击振动、高低温等试验中经常导致已调整好的激光器谐振腔失谐。
因为激光的光照强度很高，所以对激光器中各个光学元器件的洁净度要求极高，而激光器必须保证在严苛的检测使用环境下激光输出长时间的稳定可靠，这就要求对激光器或者谐振腔进行密封。而传统的方法对各个分立的光学元件进行密封必然会增大激光器的体积重量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何使激光器在恶劣的使用条件下，激光谐振腔不失谐，以及保证激光器在使用过程中的洁净度。有鉴于此，本发明提供一种键合一体化小型激光器，包括：
本发明采用的技术方案是，所述键合一体化小型激光器，包括：全反膜，键合棒，调Q晶体，工作物质，输出膜；
所述键合棒的一端镀有全反膜，另一端与调Q晶体键合；
所述工作物质的一端与所述调Q晶体远离所述全反膜的一端键合，另一端镀有输出膜；
其中，所述全反膜所在的平面与所述输出膜所在的平面互相平行。
在一个实施方式中，所述键合棒包括YAG晶体。
在一个实施方式中，所述调Q晶体包括Cr4+：YAG晶体。
在一个实施方式中，所述工作物质包括Nd：Ce：YAG晶体。
在一个实施方式中，所述键合一体化小型激光器的泵浦源包括脉冲氙灯泵浦或者激光二极管泵浦中的至少一种。
本发明的另一方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括如上任一项所述的键合一体化小型激光器。
采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
1)本发明采用一体化键合方式，避免了机械件应力释放、高低温、冲击振动等带来的一系列问题，进而保证激光谐振腔的对准精度。
2)本发明提供的光学谐振腔的元件本身就是一个整体，灰尘、水气根本不会进去，保证了光学元件的洁净度，从而进一步保证了本发明在恶劣的检测使用环境下长时间工作的稳定性以及可靠性。
3)本发明提供的谐振腔采用键合方式，减少了螺钉等金属件的使用量、缩小了机械件的体积，也就减少了激光器的体积重量。另外，键合一体化激光器谐振腔本身结构稳定可靠，也就不需要传统激光器中必须的稳定的金属底座，可以选用密度比较小的非金属材料(例如聚砜)做机壳，进一步减轻了激光器的重量。
附图说明
图1为本领域常见的一种小型激光器组成结构示意图；
图2为根据本发明实施例的键合一体化小型激光器装置组成结构示意图；
图3为根据本发明实施例的应用实例的多视图；
图4为根据本发明实施例的电子设备结构示意图。
附图标记
1-全反膜，2-键合棒，3-调Q晶体，4-工作物质，5-输出膜。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
参考图1，现有技术所提供的小型激光器中，可以包括：全反镜，调Q晶体，工作物质，输出镜，其通常为分体式结构。而在实际应用中，激光器谐振腔前后腔镜的对准精度要求极高，在几秒范围之内。一般激光器采用可调整的机械结构来进行谐振腔的对准，可是机械件的应力释放、冲击振动、高低温等试验中经常导致已调整好的激光器谐振腔失谐。
除此之外，因为激光的光照强度很高，所以对激光器中各个光学元器件的洁净度要求极高，而激光器必须保证在严苛的检测使用环境下激光输出长时间的稳定可靠，这就要求对激光器或者谐振腔进行密封。而传统的方法对各个分立的光学元件进行密封必然会增大激光器的体积重量。
有鉴于此，本发明提供了一种键合一体化小型激光器。
本发明第一实施例，一种键合一体化小型激光器，如图2所示，包括：全反膜1，键合棒2，调Q晶体3，工作物质4，输出膜5。
本实施例中，为了便于说明，将以图2所示为例，从左至右介绍本发明所提供的键合一体化小型激光器的各部件连接关系，可以理解的是，从左至右仅仅是作为示例性地的说明。
本实施例提供的键合一体化小型激光器，从左至右依次包括全反膜1，键合棒2，调Q晶体3，工作物质4，输出膜5。
其中，全反膜1是直接镀在了键合棒2的一端，键合棒2的另一端与调Q晶体3键合为一体，调Q晶体3的另一端与工作物质4的一端键合为一体，工作物质4的另一端直接镀有输出膜5，并且，全反膜1所在平面与输出膜5的所在平面保证是相互平行的。
示例性地，为了延长激光光程，同时也为了镀膜的方便，键合棒2可以是不掺杂的YAG晶体；调Q晶体3可以是Cr4+：YAG晶体，工作物质4可以是Nd：YAG晶体或是Nd：Ce：YAG晶体中的至少一种，相较于Nd：YAG晶体，Nd：Ce：YAG双掺晶体利用Ce离子的敏化作用，可以有效降低激光器的阈值，提高激光输出的效率。
可以理解的是，上述材料的选择仅仅是作为示例性的说明，并不对本发明的材料选择构成限定，本领域技术人员在此基础上可以对本发明所采用的晶体材料等做出的合理改动，均应在本发明的保护范围之内。
进一步地，本实施例的泵浦源可以采用脉冲氙灯泵浦或者激光二极管泵浦，示例性地，可以采用脉冲氙灯泵浦。
本实施例提供的键合一体化小型激光器，由于键合一体化谐振腔本身结构稳定可靠，也就不需要传统激光器中必须的稳定的金属底座，可以选用密度比较小的非金属材料(例如聚砜)做机壳，可以进一步减轻了键合一体化小型激光器的重量。
相较于现有技术，本实施例至少具有下列优点：
1)本发明采用一体化键合方式，避免了机械件应力释放、高低温、冲击振动等带来的一系列问题，进而保证激光谐振腔的对准精度。
2)本发明提供的光学谐振腔的元件本身就是一个整体，灰尘、水气根本不会进去，保证了光学元件的洁净度，从而进一步保证了本发明在恶劣的检测使用环境下长时间工作的稳定性以及可靠性。
3)本发明提供的谐振腔采用键合方式，减少了螺钉等金属件的使用量、缩小了机械件的体积，也就减少了激光器的体积重量。另外，键合一体化激光器谐振腔本身结构稳定可靠，也就不需要传统激光器中必须的稳定的金属底座，可以选用密度比较小的非金属材料(例如聚砜)做机壳，进一步减轻了激光器的重量。
本发明第二实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，结合附图3介绍一个本发明的应用实例。
本实施例中，是将输出膜5镀到工作物质4(Nd：YAG晶体)一端，将全反膜1镀到键合棒2一端。所以该激光器包括全反膜1、键合棒2、调Q晶体3、Nd：YAG晶体、输出膜5组成。其中全反镜和输出镜的所在平面相互平行。
本实施例中，为了延长激光光程，同时也为了镀膜的方便，可以在全反膜1一端键合一段不掺杂的YAG晶体。也就是说，键合棒2的组成包括非掺杂的YAG晶体。
该激光器采用一体化键合的方式连接，也就避免了机械件应力释放、温度、冲击振动等带来的一系列问题，进而保证激光谐振腔的对准精度。
由于激光器本身就属于一个整体，灰尘、水气等无法进去，保证了光学元件的洁净度，从而保证了激光器在恶劣的检测使用环境下性能的稳定性以及可靠性。
进一步地，由于激光器谐振腔采用键合方式，减少了螺钉等金属件的使用量、缩小了机械件的体积，也就减少了激光器的体积重量。
另外，键合一体化激光器的谐振腔本身结构稳定可靠，也就不需要传统激光器中必须的稳定的金属底座，可以选用密度比较小的非金属材料(例如聚砜)做机壳，进一步减轻了激光器的重量。
本发明第三实施例，一种电子设备，如图4所示，可以作为实体装置来理解，包括如第一实施例或第二实施例所述的键合一体化小型激光器。
综上，本发明至少具有下列优点：
1)本发明采用一体化键合方式，避免了机械件应力释放、高低温、冲击振动等带来的一系列问题，进而保证激光谐振腔的对准精度。
2)本发明提供的光学谐振腔的元件本身就是一个整体，灰尘、水气根本不会进去，保证了光学元件的洁净度，从而进一步保证了本发明在恶劣的检测使用环境下长时间工作的稳定性以及可靠性。
3)本发明提供的谐振腔采用键合方式，减少了螺钉等金属件的使用量、缩小了机械件的体积，也就减少了激光器的体积重量。另外，键合一体化激光器谐振腔本身结构稳定可靠，也就不需要传统激光器中必须的稳定的金属底座，可以选用密度比较小的非金属材料(例如聚砜)做机壳，进一步减轻了激光器的重量。
通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (6)

1.一种键合一体化小型激光器，其特征在于，包括：全反膜，键合棒，调Q晶体，工作物质，输出膜；
所述键合棒的一端镀有全反膜，另一端与调Q晶体键合；
所述工作物质的一端与所述调Q晶体远离所述全反膜的一端键合，另一端镀有输出膜；
其中，所述全反膜所在的平面与所述输出膜所在的平面互相平行。
2.根据权利要求1所述的键合一体化小型激光器，其特征在于，所述键合棒包括YAG晶体。
3.根据权利要求1所述的键合一体化小型激光器，其特征在于，所述调Q晶体包括Cr4+：YAG晶体。
4.根据权利要求1所述的键合一体化小型激光器，其特征在于，所述工作物质包括Nd：Ce：YAG晶体。
5.根据权利要求1所述的键合一体化小型激光器，其特征在于，所述键合一体化小型激光器的泵浦源包括脉冲氙灯泵浦或者激光二极管泵浦中的至少一种。
6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至5中任一项所述的键合一体化小型激光器。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1725581A (zh) * 2004-07-22 2006-01-25 赵鸿 扩散键合的高稳定性一体化固体激光器谐振腔
CN202695968U (zh) * 2012-05-16 2013-01-23 暨南大学 基于键合晶体的被动调q激光器
CN114784604A (zh) * 2022-03-04 2022-07-22 中国电子科技集团公司第十一研究所 小型激光发射模块及其制备方法、激光器

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