CN117458253A - 一种可饱和吸收体的换点装置及激光器 - Google Patents

一种可饱和吸收体的换点装置及激光器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可饱和吸收体的换点装置及激光器，涉及激光器技术领域，可饱和吸收体与聚焦模块相对设置，且可饱和吸收体与聚焦模块相对静止，且可饱和吸收体与聚焦模块的中心点沿第一方向共光轴；平面镜模块位于聚焦模块与可饱和吸收体之间；其中，平面镜模块包括预设厚度的平面镜，平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面；位移模块与平面镜模块固定设置，用于带动平面镜模块沿第二方向移动，以改变光入射到可饱和吸收体的位置。本发明通过带动平面镜移动，改变光折射到可饱和吸收体的位置，可饱和吸收体与平面镜模块相对静止即可实现换点工作，且共轴绝对不发生变化，可以提供超快种子源系统的稳定性。

Description

一种可饱和吸收体的换点装置及激光器
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种可饱和吸收体的换点装置及激光器。
背景技术
超快激光器由于具备冷加工的优势，被广泛应用于在科研、工业以及医疗等领域。而基于可饱和吸收体(SESAM)的超快激光种子源是目前超快激光器的核心方案。然而基于可饱和吸收体的超快种子源虽然稳定性好，却受可饱和吸收体的使用寿命的影响而导致种子源寿命较短。
为了增长基于可饱和吸收体的超快种子源的寿命，目前往往是针对可饱和吸收体进行处理，即采用可饱和吸收体换点工作的方式。但是现有技术常采用机械可饱和吸收体换点方式，可饱和吸收体与聚焦透镜均存在相对运动，存在可饱和吸收体和聚焦透镜共轴偏离的情况，而两者的共轴要求在微米级，共轴微小偏离将导致整个可饱和吸收体反射模块插损不一致，进一步的导致超快激光种子源工作异常。
发明内容
本发明提供了一种可饱和吸收体的换点装置及激光器，设置平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面，通过带动平面镜移动，改变光折射到可饱和吸收体的位置，可饱和吸收体与平面镜模块相对静止即可实现换点工作，且共轴绝对不发生变化，可以提供超快种子源系统的稳定性。
第一方面，本发明实施例提供了一种可饱和吸收体的换点装置，包括：可饱和吸收体、聚焦模块、位移模块以及平面镜模块；
所述可饱和吸收体与所述聚焦模块相对设置，且所述可饱和吸收体与所述聚焦模块相对静止，且所述可饱和吸收体与所述聚焦模块的中心点沿第一方向共光轴；
所述平面镜模块位于所述聚焦模块与所述可饱和吸收体之间，所述聚焦模块用于接收外部光源发出的光，并将所述光入射到所述平面镜模块，所述平面镜模块用于将所述光入射到所述可饱和吸收体；
其中，所述平面镜模块包括预设厚度的平面镜，所述平面镜包括至少两个与所述光呈预设角度倾斜的面；
所述位移模块与所述平面镜模块固定连接，用于带动所述平面镜模块沿第二方向移动，以改变所述光入射到所述可饱和吸收体的位置；
其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。
可选的，所述平面镜模块还包括与所述光垂直的面，当同一平面同一波长的光平行入射至所述平面镜模块与所述光垂直的面，再从所述平面镜模块入射到所述可饱和吸收体上后，所述光反射回该平面与所述光入射时所经历的光程一致。
可选的，当同一平面同一波长的光平行入射至所述平面镜模块与所述光呈预设角度倾斜的面，再从所述平面镜模块入射到所述可饱和吸收体上后，所述光反射回该平面与所述光入射时所经历的光程一致。
可选的，还包括：热沉模块；
所述热沉模块与所述聚焦模块相对设置，所述可饱和吸收体设置在所述热沉模块靠近所述聚焦模块的一侧。
可选的，沿所述第二方向，所述位移模块位于所述平面镜模块的两侧。
可选的，所述位移模块包括伺服电机组件或压电陶瓷组件。
可选的，所述位移模块还用于带动所述平面镜模块旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
可选的，还包括：封装外壳，所述封装外壳的第一端和第二端分别设置有所述位移模块以及所述聚焦模块，所述封装外壳用于封装所述可饱和吸收体、所述聚焦模块、所述位移模块以及所述平面镜模块。
可选的，还包括：位移控制线；
所述位移控制线与所述位移模块连接，所述位移控制线用于为所述位移模块供电，还用于传输控制信号给所述位移模块。
第二方面，本发明实施例还提供了一种激光器，包括如第一方面所述的可饱和吸收体的换点装置。
本发明实施例提供了一种可饱和吸收体的换点装置及激光器，可饱和吸收体的换点装置包括：可饱和吸收体、聚焦模块、位移模块以及平面镜模块；可饱和吸收体与聚焦模块相对设置，且可饱和吸收体与聚焦模块相对静止，且可饱和吸收体与聚焦模块的中心点沿第一方向共光轴；平面镜模块位于聚焦模块与可饱和吸收体之间，聚焦模块用于接收外部光源发出的光，并将光聚集到平面镜模块，平面镜模块用于将光入射到可饱和吸收体；其中，平面镜模块包括预设厚度的平面镜，平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面；位移模块与平面镜模块固定设置，用于带动平面镜模块沿第二方向移动，以改变光入射到可饱和吸收体的位置；其中，第一方向和第二方向交叉。本发明实施例设置平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面，通过带动平面镜移动，改变光入射到可饱和吸收体的位置，从而可以保证可饱和吸收体与聚焦模块相对静止的情况下，实现可饱和吸收体的换点工作。本发明实施例的方案可以使可饱和吸收体与平面镜模块相对静止即可实现换点工作，且共轴绝对不发生变化，可以提供超快种子源系统的稳定性。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种可饱和吸收体的换点装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体的换点装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1为本发明实施例提供的一种可饱和吸收体的换点装置的结构示意图，参考图1，该装置包括：可饱和吸收体4、聚焦模块2、位移模块6以及平面镜模块3。
具体的，可饱和吸收体4包括半导体可饱和吸收镜(SESAM)，其基本结构就是把反射镜与半导体可饱和吸收体结合在一起。底层为半导体反射镜，其上生长一层半导体可饱和吸收体薄膜，生长一层反射镜或直接利用半导体与空气的界面作为反射镜，这样上下两个反射镜就形成了一个法布里-珀罗腔，通过改变吸收体的厚度以及两反射镜的反射率，可以调节吸收体的调制深度和反射镜的带宽。聚焦模块2包括聚焦透镜，聚焦模块2用于为可饱和吸收体4提供合适的光斑直径，同时接受可饱和吸收体4反射回来的光，其接收损耗是决定超快种子源正常工作的核心因素。
继续参考图1，可饱和吸收体4与聚焦模块2相对设置，且可饱和吸收体4与聚焦模块2相对静止，且可饱和吸收体4与聚焦模块2的中心点沿第一方向x共光轴。
可以理解的是，本发明实施例中，可饱和吸收体4与聚焦模块2相对静止即可实现换点工作，且可饱和吸收体4与聚焦模块2的中心点沿第一方向x共光轴，且共轴绝对不发生变化。
继续参考图1，平面镜模块3位于聚焦模块2与可饱和吸收体4之间，聚焦模块2用于接收外部光源发出的光，并将光入射到平面镜模块3，平面镜模块3用于将光入射到可饱和吸收体4。其中，平面镜模块3包括预设厚度的平面镜，平面镜包括至少两个与光呈预设角度倾斜的面(图1中以三个为例，并不是对本发明实施例的限定)。位移模块6与平面镜模块3连接，用于带动平面镜模块3沿第二方向y移动，以改变光入射到可饱和吸收体4的位置。
具体的，设空气折射率为n1，透镜模块3折射率为n2，光束与透镜模块3的角度为i1，则可通过n1sini1＝n2sini2计算出折射角i2，选用厚度为h的玻璃，由sini1/cosi2＝x/h可计算出光束在可饱和吸收体4移动的距离，具体的距离可自行设计。
可以理解的是，平面镜的形状不限于图1中的形状，本发明实施例的平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面，可以根据用户需求设置平面镜的面的倾斜角度以及数量，通过位移模块6移动平面镜模块3，当平面镜的面与光的入射方向不垂直时，光入射到可饱和吸收体4的位置会随着位移模块6的移动变化，从而可以实现可饱和吸收体4的换点工作。
其中，第一方向x和第二方向y交叉。
示例性的，第一方向x和第二方向y可以垂直。
本发明实施例设置预设厚度的平面镜包括多个与光呈预设角度倾斜的面，通过带动平面镜移动，改变光入射到可饱和吸收体的位置，从而可以保证可饱和吸收体4与聚焦模块2相对静止的情况下，实现可饱和吸收体4的换点工作。本发明实施例的方案可以使可饱和吸收体4与平面镜模块3相对静止即可实现换点工作，且共轴绝对不发生变化，可以提供超快种子源系统的稳定性。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图1，平面镜模块3还包括与光垂直的面，当同一平面同一波长的光平行入射至平面镜模块3与光垂直的面，再从平面镜模块3入射到可饱和吸收体4上后，反射回该平面与光入射时所经历的光程一致。
具体的，当从聚焦模块2出射的光与平面镜模块3中平面镜的面垂直时，光直线通过平面镜模块3，到达可饱和吸收体4后，由可饱和吸收体4反射，原路返回至聚焦模块2。
可选的，在上述实施例的基础上，当同一平面同一波长的光平行入射至平面镜模块3与光呈预设角度倾斜的面，再从平面镜模块3入射到可饱和吸收体4上后，光反射回该平面与光入射时所经历的光程一致。
具体的，移动位移模块6使平面镜模块3与光路不垂直的部分移动到光路所经过的路线中，根据折射定律，当光从空气中进入平面镜模块3时，会发生一个角度的偏移，而当光从平面镜射出时，又会再次发生一次折射使光路方向与可饱和吸收体4垂直，到达可饱和吸收体4后发生反射，由光路可逆原理，光将会再次回到聚焦模块2中。
图2为本发明实施例提供的另一种可饱和吸收体的换点装置的结构示意图，可选的，在上述实施例的基础上，参考图2，该装置还包括：热沉模块5。热沉模块5与聚焦模块2相对设置，可饱和吸收体4设置在热沉模块5靠近聚焦模块2的一侧。
具体的，热沉模块5可以由金属铜材料制成，不仅能够用于固定可饱和吸收体4，还能够快速的吸收可饱和吸收体4的热量，进而实现为可饱和吸收体4快速的散热，提升可饱和吸收体4的使用寿命。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，沿第二方向y，位移模块6位于平面镜模块3的两侧。
可选的，在上述实施例的基础上，位移模块6包括伺服电机组件或压电陶瓷组件。
可选的，在上述实施例的基础上，位移模块6还用于带动平面镜模块3旋转，以更换可饱和吸收体4的工作点。
可以理解的是，当平面镜模块3中的平面镜的面与光的入射方向不垂直时，位移模块6带动平面镜模块3旋转也可以改变光入射到可饱和吸收体4的位置，从而在聚焦模块2与可饱和吸收体4共光轴，且相对静止的情况下实现可饱和吸收体4的换点工作。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，该装置还包括：封装外壳1，封装外壳1的第一端和第二端分别设置有位移模块6以及聚焦模块2，封装外壳1用于封装可饱和吸收体4、聚焦模块2、位移模块6以及平面镜模块3。封装外壳1上还设置热沉模块5，封装外壳1还用于封装热沉模块5。
具体的，封装外壳1可以由金属铜材料制成，能够很好的完成对热沉模块5、可饱和吸收体4、聚焦模块2、位移模块6以及平面镜模块3的封装，保证可饱和吸收体4处于密闭空间，降低由于湿度环境对可饱和吸收体4的潮解，能很大程度上提高可饱和吸收体4的使用寿命。
可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，该装置还包括：位移控制线7。位移控制线7与位移模块6连接，位移控制线7用于为位移模块6供电，还用于传输控制信号给位移模块6。
具体的，通过位移控制线7能够控制位移模块6转动，进而带动平面镜模块3转动，从而实现可饱和吸收体4的换点工作。
图3为本发明实施例提供的一种激光器的结构示意图，参考图3，本发明实施例还提供了一种激光器，包括上述实施例的可饱和吸收体的换点装置100。
参考图3，光源200提供的光入射到换点装置100。
具体的，本发明实施例中的激光器可以为脉冲激光器。
由于本发明实施例提供的激光器包括上述实施例的全部技术特征，因此具备同样的有益效果，在此不再赘述。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，包括：可饱和吸收体、聚焦模块、位移模块以及平面镜模块；
所述可饱和吸收体与所述聚焦模块相对设置，且所述可饱和吸收体与所述聚焦模块相对静止，且所述可饱和吸收体与所述聚焦模块的中心点沿第一方向共光轴；
所述平面镜模块位于所述聚焦模块与所述可饱和吸收体之间，所述聚焦模块用于接收外部光源发出的光，并将所述光入射到所述平面镜模块，所述平面镜模块用于将所述光入射到所述可饱和吸收体；
其中，所述平面镜模块包括预设厚度的平面镜，所述平面镜包括至少两个与所述光呈预设角度倾斜的面；
所述位移模块与所述平面镜模块固定连接，用于带动所述平面镜模块沿第二方向移动，以改变所述光入射到所述可饱和吸收体的位置；
其中，所述第一方向和所述第二方向交叉。
2.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，所述平面镜模块还包括与所述光垂直的面，当同一平面同一波长的光平行入射至所述平面镜模块与所述光垂直的面，再从所述平面镜模块入射到所述可饱和吸收体上后，所述光反射回该平面与所述光入射时所经历的光程一致。
3.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，当同一平面同一波长的光平行入射至所述平面镜模块与所述光呈预设角度倾斜的面，再从所述平面镜模块入射到所述可饱和吸收体上后，所述光反射回该平面与所述光入射时所经历的光程一致。
4.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，还包括：热沉模块；
所述热沉模块与所述聚焦模块相对设置，所述可饱和吸收体设置在所述热沉模块靠近所述聚焦模块的一侧。
5.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，沿所述第二方向，所述位移模块位于所述平面镜模块的两侧。
6.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，所述位移模块包括伺服电机组件或压电陶瓷组件。
7.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，所述位移模块还用于带动所述平面镜模块旋转，以更换所述可饱和吸收体的工作点。
8.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，还包括：封装外壳，所述封装外壳的第一端和第二端分别设置有所述位移模块以及所述聚焦模块，所述封装外壳用于封装所述可饱和吸收体、所述聚焦模块、所述位移模块以及所述平面镜模块。
9.根据权利要求8所述的可饱和吸收体的换点装置，其特征在于，还包括：位移控制线；
所述位移控制线与所述位移模块连接，所述位移控制线用于为所述位移模块供电，还用于传输控制信号给所述位移模块。
10.一种激光器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的可饱和吸收体的换点装置。
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