CN117154526A - 一种百皮秒激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种百皮秒激光器，包括：谐振腔，能够产生激光震荡并输出激光；分色镜，与所述谐振腔连接，设有多个，至少部分所述分色镜上设有舵机用于所述分色镜上下或左右移动，能够改变所述激光的路径，所述分色镜为所述激光的谐波分离器；钛系统，用于接收输入的激光，能够将所述输入的激光转化为百皮秒730~785nm的激光并输出。本发明增加钛系统能够产生百皮秒极的730~785nm的激光，峰值功率高，激光在经过钛系统后还会经过其他部件，来提高激光的稳定性，无需再配备波长切换装置，提高了激光的生成效率，增加了激光器的使用寿命并且激光器内设有多个分色镜与舵机配合，能够形成多条光路，以输出不同波长的激光。
Description
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种百皮秒激光器。
背景技术
传统的能够输出730~785nm激光的百皮秒激光器的机械结构，一般利用锁模技术生产，其脉宽范围在450~900皮秒；或者其激光器自身不具备输出730~785nm的能力，而需要利用外部的波长切换装置进行波长的切换，达到应用该波段的目的，无法一体化集成。现有的百皮秒激光器，一般由激光器主体配合光传输系统，加上波长切换装置，得到相应的730~785nm的激光，其中激光器主体负责产生泵浦光，利用光传输系统，将泵浦光引入波长切换装置，波长切换装置对泵浦光进行吸收转换，输出相应的波长，再进行应用。在现有的系统中，一般将输出波长控制为730nm或785nm，原理是通过波长切换装置的设计来实现不同波长的输出。其中，激光器主体可产生1064nm和532nm的激光，光传输系统一般应用光学导光臂。
然而在应用传统的百皮秒激光器时，具有以下缺点：
由于该结构的设计特点，往往需要配备不同的波长切换装置。当使用不同波长时，需要更换波长切换装置，才能获得相应的波长，对操作者来讲，过程较为繁琐，且具备一定的错误风险，应用体验较差。
对于激光器的稳定性而言，由于波长切换装置的设置点接近应用靶面，距离污染区域更为接近，容易造成污染物的附着，侵蚀，从而影响产品的性能与稳定性。对于售后维护来讲，面临着很大的维护挑战。并且在激光器生命周期方面，加大了其维护的成本与频次，对使用者的工作效率也有不利影响，大大缩减了激光器的寿命。
在光学设计层面，由于波长切换装置位于最末端，当需要特定光束质量的激光输出时，仍需要在该波长切换装置上叠加新的光学机械结构，大大增加了该装置的重量，减弱了操作的便携性。
有鉴于此，急需对现有的百皮秒激光器进行改进，使百皮秒激光器实现输出730~785nm激光的一体化结构。
发明内容
本发明公开一种百皮秒激光器，用于解决现有技术中，百皮秒激光器输出730~785nm激光的结构繁琐并且使用寿命短的问题。
为了解决上述问题，本发明采用下述技术方案：
提供一种百皮秒激光器，包括：
谐振腔，能够产生激光震荡并输出激光；
分色镜，与所述谐振腔连接，设有多个，至少部分所述分色镜上设有舵机用于所述分色镜上下或左右移动，能够改变所述激光的路径，所述分色镜为所述激光的谐波分离器；
钛系统，用于接收输入的激光，能够将所述输入的激光转化为百皮秒730~785nm的激光并输出。
在上述方案中，所述分色镜包括第一分色镜、第二分色镜、第三分色镜、第四分色镜、第五分色镜、第六分色镜和第七分色镜，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，其中：
所述第一分色镜、第二分色镜与第一舵机连接，所述第一舵机用于控制所述第一分色镜和第二分色镜上下移动；
所述第三分色镜与所述第二舵机连接，所述第二舵机用于控制所述第三分色镜左右移动。
在上述方案中，
当所述第一舵机控制所述第一分色镜和第二分色镜向上移动时，所述第一分色镜能够位于所述谐振腔的出光口；
当所述第一舵机控制所述第一分色镜和第二分色镜向下移动时，所述第一分色镜能够离开所述谐振腔的出光口；
当所述第二舵机控制所述第三分色镜向左移动时，所述第三分色镜能够与所述第五分色镜上下对应；
当所述第二舵机控制所述第三分色镜向右移动时，所述第三分色镜能够与所述第四分色镜上下对应。
在上述方案中，所述第二分色镜的出光方向还设有第一透镜，当所述第一分色镜位于所述谐振腔的出光口时，所述激光经过所述第一分色镜和所述第二分色镜反射后输出。
在上述方案中，所述第一分色镜和所述第三分色镜之间设有第二透镜和倍频器，能够将输出的所述激光倍频后输出，当所述第一分色镜离开所述谐振腔的出光口时，所述激光经过所述倍频器倍频得到倍频激光。
在上述方案中，所述钛系统设置在所述第五分色镜和第七分色镜之间，并且所述第五分色镜和第七分色镜之间还设有第三透镜；
当所述第三分色镜与所述第五分色镜上下对应时，所述倍频激光经过所述第三分色镜和所述第五分色镜的反射后进入所述钛系统；
当所述第三分色镜与所述第四分色镜上下对应时，所述倍频激光经过所述第三分色镜和所述第四分色镜的反射后输出。
在上述方案中，所述谐振腔输出的激光波长为1064nm。
在上述方案中，所述激光经过所述倍频器后输出的所述倍频波长为532nm。
在上述方案中，还包括吸收桶，设置在所述百皮秒激光器内部的侧板上，能够吸收没有参与倍频的激光。
在上述方案中，所述谐振腔依次设有：全反射镜、波片、电光开关、偏振器、谐振器、耦合器、转镜和匹配器，所述全反射镜、谐振器和耦合器用于产生激光震荡，所述激光在经过所述耦合器后再经过所述转镜改变方向并经过所述匹配器后再次进入所述谐振器并输出。
本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：
增加钛系统能够产生百皮秒极的730~785nm的激光，峰值功率高，激光在经过钛系统后还会经过其他部件，来提高激光的稳定性，无需再配备波长切换装置，提高了激光的生成效率，增加了激光器的使用寿命并且激光器内设有多个分色镜与舵机配合，能够形成多条光路，以输出不同波长的激光。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例公开的一种百皮秒激光器在一种优选的实施方式中的激光路径图；
图2为本发明实施例公开的一种百皮秒激光器在另一种优选的实施方式中的激光路径图；
图3为本发明实施例公开的一种百皮秒激光器在另一种优选的实施方式中的激光路径图。
具体包括下述附图标记：
钛系统-10；第一分色镜-20；第二分色镜-21；第三分色镜-22；第四分色镜-23；第五分色镜-24；第六分色镜-25；第七分色镜-26；全射镜-40；波片-41；电光开关-42；偏振器-43；谐振器-44；耦合器-45；转镜-46；匹配器-47；第一透镜-50；第二透镜-51；第三透镜-52；倍频器-60。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。
如图1~图3所示，本发明提供的一种百皮秒激光器，包括：
谐振腔，能够产生激光震荡并输出激光；分色镜，与谐振腔连接，设有多个，至少部分分色镜上设有舵机用于分色镜上下或左右移动，能够改变激光的路径，分色镜为激光的谐波分离器；钛系统10，用于接收输入的激光，能够将所述输入的激光转化为百皮秒730~785nm的激光并输出。
本发明增加钛系统能够产生百皮秒极的730~785nm的激光，峰值功率高，激光在经过钛系统后还会经过其他部件，来提高激光的稳定性，无需再配备波长切换装置，提高了激光的生成效率，增加了激光器的使用寿命并且激光器内设有多个分色镜与舵机配合，能够形成多条光路，以输出不同波长的激光。
本实施例优选的，分色镜包括第一分色镜20、第二分色镜21、第三分色镜22、第四分色镜23、第五分色镜24、第六分色镜25和第七分色镜26，舵机包括第一舵机和第二舵机，其中：
第一分色镜20、第二分色镜21与第一舵机连接，第一舵机用于控制第一分色镜20和第二分色镜21上下移动；第三分色镜22与第二舵机连接，第二舵机用于控制第三分色镜22左右移动。
具体的，当第一舵机控制第一分色镜20和第二分色镜21向上移动时，第一分色镜20能够位于谐振腔的出光口；当第一舵机控制第一分色镜20和第二分色镜21向下移动时，第一分色镜20能够离开谐振腔的出光口；当第二舵机控制第三分色镜22向左移动时，第三分色镜22能够与第五分色镜24上下对应；当第二舵机控制第三分色镜22向右移动时，第三分色镜22能够与第四分色镜23上下对应。这样第一舵机和第二舵机配合运行，能够使第一分色镜20、第二分色镜21和第三分色镜22的位置或角度发生变化，以对应其他不同的分色镜或激光部件，实现激光有不同的输出路径。
如图1所示，本实施例优选的，第二分色镜21的出光方向还设有第一透镜50，在一种优选的实施方式中，当第一分色镜20位于谐振腔的出光口时，激光经过第一分色镜20和第二分色镜21反射后透过第四分色镜23和第六分色镜25输出。此时，激光的波长自谐振腔发出后没有发生改变。
如图2和图3所示，本实施例优选的，第一分色镜20和第三分色镜22之间设有第二透镜51和倍频器60，能够将输出的激光倍频后输出，第二透镜51使进入倍频器60的激光能够拥有合适的横场模式，从而提高倍频器60的倍频效率，当第一分色镜20离开谐振腔的出光口时，激光经过倍频器60倍频得到倍频激光，具体的为二倍频激光，得到倍频激光后，并经过第三分色镜22反射，反射后倍频激光具有两条输出路径，根据第三分色镜22所在位置确定。
本实施例优选的，钛系统10设置在第五分色镜24和第七分色镜26之间，并且第五分色镜24和第七分色镜26之间还设有第三透镜52。
具体的，在倍频激光经过第三分色镜22反射后，当第三分色镜22与第五分色镜24上下对应时，倍频激光经过第五分色镜24的反射后进入钛系统10，进入钛系统10的倍频激光会转化为百皮秒730~785nm的激光，该激光经过第七分色镜26和第六分色镜25反射后输出；当第三分色镜22与第四分色镜23上下对应时，倍频激光经过第四分色镜23的反射后透过第六分色镜25输出。
分色镜具有特定波长透过，且反射特定波长的功能，因此在本申请中，第一分色镜20和第二分色镜21能够反射1064nm波长的激光，第三分色镜22能够反射532nm以及730~785nm的激光、第四分色镜23能够透过1064nm波长的激光并且能够反射532nm的激光、第五分色镜24能够反射532nm的激光、第六分色镜25能够透过532nm和1064nm波长的激光并且能够反射730~785nm的激光和第七分色镜26能够反射730~785nm的激光。
第一透镜50、第二透镜51和第三透镜52能够让激光更加准直，保证激光照射路线的正确。
本实施例优选的，谐振腔输出的激光波长为1064nm。激光经过倍频器60后输出的倍频波长为532nm。
本实施例优选的，谐振腔依次设有：全射镜40、波片41、电光开关42、偏振器43、谐振器44、耦合器45、转镜46和匹配器47，其中全反射镜40、谐振器44和耦合器45用于产生激光震荡，波片41、电光开关42和偏振器43用于改善激光器内部的Q因子，激光在自谐振器44输出后，在经过耦合器45后再经过转镜46改变方向并经过匹配器47后再次进入谐振器44并输出，完成激光自谐振腔输出。
本发明提供的激光器还包括：吸收桶，设置在激光器内部的侧板上，用于吸收没有参与倍频的激光。
本发明增加钛系统能够产生百皮秒极的730~785nm的激光，峰值功率高，激光在经过钛系统后还会经过其他部件，来提高激光的稳定性，无需再配备波长切换装置，提高了激光的生成效率，增加了激光器的使用寿命并且激光器内设有多个分色镜与舵机配合，能够形成多条光路，以输出不同波长的激光。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种百皮秒激光器，其特征在于，包括：
谐振腔，能够产生激光震荡并输出激光；
分色镜，与所述谐振腔连接，设有多个，至少部分所述分色镜上设有舵机用于所述分色镜上下或左右移动，能够改变所述激光的路径，所述分色镜为所述激光的谐波分离器；
钛系统，用于接收输入的激光，能够将所述输入的激光转化为百皮秒730~785nm的激光并输出。
2.根据权利要求1所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述分色镜包括第一分色镜、第二分色镜、第三分色镜、第四分色镜、第五分色镜、第六分色镜和第七分色镜，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，其中：
所述第一分色镜、第二分色镜与第一舵机连接，所述第一舵机用于控制所述第一分色镜和第二分色镜上下移动；
所述第三分色镜与所述第二舵机连接，所述第二舵机用于控制所述第三分色镜左右移动。
3.根据权利要求2所述的百皮秒激光器，其特征在于，
当所述第一舵机控制所述第一分色镜和第二分色镜向上移动时，所述第一分色镜能够位于所述谐振腔的出光口；
当所述第一舵机控制所述第一分色镜和第二分色镜向下移动时，所述第一分色镜能够离开所述谐振腔的出光口；
当所述第二舵机控制所述第三分色镜向左移动时，所述第三分色镜能够与所述第五分色镜上下对应；
当所述第二舵机控制所述第三分色镜向右移动时，所述第三分色镜能够与所述第四分色镜上下对应。
4.根据权利要求3所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述第二分色镜的出光方向还设有第一透镜，当所述第一分色镜位于所述谐振腔的出光口时，所述激光经过所述第一分色镜和所述第二分色镜反射后输出。
5.根据权利要求3所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述第一分色镜和所述第三分色镜之间设有第二透镜和倍频器，能够将输出的所述激光倍频后输出，当所述第一分色镜离开所述谐振腔的出光口时，所述激光经过所述倍频器倍频得到倍频激光。
6.根据权利要求5所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述钛系统设置在所述第五分色镜和第七分色镜之间，并且所述第五分色镜和第七分色镜之间还设有第三透镜；
当所述第三分色镜与所述第五分色镜上下对应时，所述倍频激光经过所述第三分色镜和所述第五分色镜的反射后进入所述钛系统；
当所述第三分色镜与所述第四分色镜上下对应时，所述倍频激光经过所述第三分色镜和所述第四分色镜的反射后输出。
7.根据权利要求1所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述谐振腔输出的激光波长为1064nm。
8.根据权利要求5所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述激光经过所述倍频器后输出的所述倍频波长为532nm。
9.根据权利要求1所述的百皮秒激光器，其特征在于，还包括吸收桶，设置在所述百皮秒激光器内部的侧板上，能够吸收没有参与倍频的激光。
10.根据权利要求1所述的百皮秒激光器，其特征在于，所述谐振腔依次设有：全反射镜、波片、电光开关、偏振器、谐振器、耦合器、转镜和匹配器，所述全反射镜、谐振器和耦合器用于产生激光震荡，所述激光在经过所述耦合器后再经过所述转镜改变方向并经过所述匹配器后再次进入所述谐振器并输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20231201 |