CN200944490Y - 低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器，属于绿光激光装置技术领域。该绿光激光器包括在凹面对基频光镀有全反膜的全反镜，在全反镜的凹面一侧沿光路设置Q开关，两个型号相同的泵浦源，在泵浦源中设置激光棒，在两激光棒的中间设置90°石英旋光片，在激光棒之后设置平平折叠输出镜，该折叠输出镜面向腔内的一面镀有对基频光45°全反、对倍频光45°高透的膜层；背向腔内的一面对倍频光镀有45°增透膜，折叠输出镜之后设置非线性倍频晶体，倍频晶体之后设置平平双色全反镜。本实用新型的优点在于：本实用新型的优点在于：结构紧凑，整体装置体积小，能耗低功率大，生产成本更低，转换效率高、光束质量好并且稳定可靠。可广泛应用于激光彩色显示、激光医疗、工业激光加工、科研、核工业、海底探测以及军事光电对抗等领域。

Description

低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器

技术领域

本实用新型涉及一种低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器，属于绿光激光装置技术领域。

背景技术

全固态绿光激光器是利用非线性频率变换技术在可见光范围内获得较高输出功率的一种激光技术。全固态绿光激光器由于具有效率高、光束质量好、运转可靠、体积小以及寿命长等优点，使其在激光彩色显示、激光医疗、工业激光加工、科研、核工业、海底探测以及军事光电对抗等领域中得到广泛的应用，成为国内外激光研究的热点之一。

采用声光Nd:YAG内腔倍频技术是实现高功率绿光光源的重要途径之一。由于受激光晶体热致双折射效应、谐振腔热稳定性、倍频晶体热效应以及声光Q开关关断能力等因素的限制，使一般绿光激光器平均功率难以提高，且稳定性差。尽管国内有少数几个实验室中已有超过100W的大功率绿光报道，但由于以上各种原因，大于100W的绿光激光器在国内还没有产品化，这大大限制了其在工业、科研等领域的实际应用。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器，该激光器具有效率高、输出功率大和光束质量好的特点。

本实用新型的是通过下述技术方案加以实现的，一种低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器，其特征在于包括在凹面镀有对基频光全反膜的全反镜1，在全反镜的凹面一侧沿光路设置Q开关2；两个型号相同的半导体二极管侧面泵浦组件或是闪光灯的泵浦源3和3’；在泵浦源中设置Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:YLF或Yb:YAG材料的激光棒4和4’，激光棒两端面镀有对基频光的增透膜；在两激光棒的中间设置90°石英旋光片5，该石英旋光片两端面镀有对基频光的增透膜；在激光棒4’之后设置平平折叠输出镜6，该折叠输出镜面向腔内的一面镀有对基频光45°全反、对倍频光45°高透的膜层；背向腔内的一面对倍频光镀有45°增透膜；折叠输出镜之后设置KTP或LBO非线性倍频晶体7，倍频晶体两端面镀有对基频光和倍频光的增透膜；倍频晶体之后设置平平双色全反镜8，该镜片面向腔内的一面镀有对基频光和倍频光均全反的膜层。

本实用新型的优点在于：采用双棒串接的方式，有效克服了单个模块泵浦功率不够高的限制，充分利用更廉价的泵浦源提高激光器的输出功率；两根激光棒中间放置90°旋光器，巧妙的使两激光棒的热致双折射效应相互抵消；采用优化的平凹热稳腔型设计，使谐振腔可以补偿热效应，同时增大了模体积；靠近凹面镜处放置Q开关，凹面镜一端较粗的光束有利于声光器件的关断，实现较高的峰值功率；通过理论计算和实验校正两步法，精确确定倍频晶体使用常温冷却水时光线正入射的切割角度，从而在保证激光器性能不变坏的情况下，使倍频晶体与两激光棒仅用一套水冷装置进行冷却，使激光器产品化时总的体积更小，生产成本更低，消耗的总功率也降低，转换效率高、光束质量好并且稳定可靠等优点，可广泛应用于激光彩色显示、激光医疗、工业激光加工、科研、核工业、海底探测以及军事光电对抗等领域，具有可观的经济效益。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1-全反镜；2-Q开关；3，3’-激光棒；4，4’-泵浦源；5-90°石英旋光片；6-折叠输出镜；7-倍频晶体；8-双色全反镜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明，但并不是限制本实用新型。

如图1，泵浦源4和4’选用两台600W(808nm)半导体激光泵浦组件；两套泵浦组件中间放置90°石英旋光片5；全反镜1选用凹面曲率半径为2m的凹面镜，凹面对1064nm镀有全反膜；Q开关2选用两个声光Q开关，每个Q开关的驱动频率为100W，调制频率为1～50kHz，声光晶体双面镀有1064nm增透膜，用DG535数字/延迟脉冲脉冲发生器控制两个Q开关同步，使声光Q开关达到最佳关断状态；激光棒3和3’选用两根Φ3×97mm的Nd:YAG棒，棒两端镀有1064nm增透膜；折叠输出镜6为平平镜，面向腔内的一面镀有对基频光45°全反、对倍频光45°高透的膜层；背向腔内的一面对倍频光镀有增透膜；倍频晶体7选用θ＝90°，φ＝24.4°切割的KTP晶体，尺寸为5×5×10mm，双面对1064nm和532nm镀有增透膜；双色全反镜8为平平镜，面向腔内的一面镀有对基频光和倍频光均全反的膜层。

整个激光器的元件布局的尺寸如下：整个腔长600mm左右，两激光棒中心距170mm左右，90°石英旋光片放置在两激光棒中间任意位置，激光棒4的前端面距离全反镜140mm左右，两声光Q开关放置在全反镜与激光晶体之间，位置可前后调节，激光棒4’的后端距双色全反镜约190mm左右，距输出镜50mm左右，KTP晶体放置在输出镜与双色全反镜之间，靠近双色全反镜以获得小的倍频光斑。

采用本实施例的激光器，整个激光器仅使用一台功率较大的水冷机，已实现平均功率大于120W的准连续绿光激光输出，激光器运转稳定可靠。以此为基础，配以光纤传输系统、内窥镜等部件，正在开发的大功率绿激光前列腺治疗仪，可用于前列腺增生巨大的患者，具有可观的社会效益和经济效益。

Claims (1)

1.一种低能耗大功率的双棒串接平凹折叠腔绿光激光器，其特征在于包括在凹面对基频光镀有全反膜的全反镜(1)，在全反镜的凹面一侧沿光路设置Q开关(2)，两个型号相同的半导体二极管侧面泵浦组件或是闪光灯的泵浦源(3、3’)，在泵浦源中设置Nd:YAG、Nd:YVO4、Nd:YLF或Yb:YAG材料的激光棒(4、4’)，激光棒两端面镀有对基频光的增透膜；在两激光棒的中间设置90°石英旋光片(5)，该石英旋光片两端面镀有对基频光的增透膜；在激光棒(4’)之后设置平平折叠输出镜(6)，该折叠输出镜面向腔内的一面镀有对基频光45°全反、对倍频光45°高透的膜层；背向腔内的一面对倍频光镀有45°增透膜；折叠输出镜之后设置KTP或LBO非线性倍频晶体(7)，倍频晶体两端面镀有对基频光和倍频光的增透膜；倍频晶体之后设置平平双色全反镜(8)，该镜片面向腔内的一面镀有对基频光和倍频光均全反的膜层。

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