CN202004310U - 一种紧凑型调q固体激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紧凑型调Q固体激光器，包括：变折射率输出镜、激光晶体、双光楔光束调整装置、调Q开关、反射镜。该激光器通过变折射率输出镜与全反射镜组成放大镜式不稳定腔能够实现发散角小、激光模式好、光斑均匀的激光光束；通过双光楔光束调整装置实现了激光器的调谐调节，而其他镜片都固定安装，这样使得整个激光器因为调节装置少而既体积小、结构紧凑，又增加了稳定性和可靠性，同时还更加容易调试。

Description

一种紧凑型调Q固体激光器

技术领域

本实用新型涉及固体激光器领域，特别是对于要求高光束质量、小型化设计、激光输出稳定的紧凑型调Q固体激光器。

背景技术

随着激光技术的发展，激光技术在人们的生产生活中的应用越来越广泛，包括如光与物质相互作用研究、激光皮肤表面美容、激光漂白等。特别是灯泵浦的调Q固体激光器，由于其高峰值功率、低成本的特性一直受到相关应用的青睐。但是随着激光加工对光束质量的要求越来越高，目前，高峰值功率灯泵浦激光器还无法同时满足调节便利，小型化、可靠性高，光束质量好等各个优点。因此，如何生产一种工作稳定、光束质量高、结构紧凑的固体激光器成为激光加工领域急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供紧凑型、高光束质量、调节便利、可靠性高的调Q激光器。

本实用新型的技术方案为：由变反射率透镜、激光晶体、反射镜依次组成激光谐振腔，在激光晶体和反射镜之间依次具有双光楔光束调整装置和调Q开关。

本实用新型的工作原理为：VRM输出镜是一种变反射率输出镜。通过谐振腔设计，考虑激光晶体的热焦距，选配相配的凸凹输出镜和凹面反射镜，以及合适的谐振腔长，可以构成非稳腔型谐振腔，该腔型能够产生光斑模式好，发散角小的激光光束；VRM输出镜可以选配合适的中心透过率，获得了输出光斑比较均匀、工作稳定的激光光束，例如VRM透镜可以是高斯分布变反射率透镜。在谐振腔中具有进行光束偏振的双光楔光束偏转装置，该双光楔组合可根据需要使透射光束在较小视场内产生一定俯仰角和方位角偏转。在该紧凑型调Q激光的谐振腔中，可以利用双光楔组成光束偏振装置进行光束的偏转，对激光器进行调谐，使得激光器起振输出。这样，整个激光谐振腔中可以减少了需要在反射镜和输出镜位置的光束调整机构，从而使得系统体积小、结构紧凑，增加了稳定性和可靠性，同时还更加容易调试。

所述变反射率透镜为高斯分布变反射率透镜，所述激光谐振腔为放大镜式非稳腔，所述反射镜为平凹镜，所述变反射率透镜为凸凹输出镜。这样组成的谐振腔可以输出光束质量较好的激光光束。

所述双光楔光束调整装置包括两个外形相同且倾斜面相对的圆形光楔，两个圆形光楔薄轴方向相反，所述圆形光楔可以分别绕光轴旋转。该双光楔光束调整装置减少了系统体积，结构紧凑，稳定性和可靠性强，同时还更加容易调试。

所述双光楔光束调整装置具有一个光楔底座，光楔底座中具有两个光楔夹具，每个光楔夹具中具有一个所述圆形光楔和一个光楔压套，光楔压套将所述圆形光楔压紧固定在光楔夹具内，光楔底座中具有光楔夹具调节孔，通过所述光楔夹具调节孔调节所述光楔夹具使得所述圆形光楔绕光轴旋转。该光楔底座的设计，既方便安装光楔，又便于调节光楔旋转。

所述调Q开关为被动染料Q开关。这是一种常用的被动调Q开关。

本实用新型的有益效果是：

1、采用变反射率透镜和放大镜式不稳定腔，使得激光器输出光束质量高，模式好，光斑均匀。

2、在谐振腔中加入双光楔光束调整装置，减少了在反射镜和输出镜位置的光束调整机构，系统体积小、结构紧凑，稳定性和可靠性强，并且更加容易调试。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1紧凑型调Q固体激光器

图2双光楔光束偏转装置的原理图

图3双光楔光束偏转装置的组装图

图中1.反射镜，2.调Q开关，3.双光楔光束偏转装置，4.激光晶体，5.变反射率输出镜，6.第一光楔，7.第二光楔，8.光楔底座，9.光楔夹具调节孔，10.光楔夹具，11.光楔压套。

具体实施方式

本实用新型提供了一种紧凑型的调Q激光器。在该激光器中，为了提高激光输出光束，采用VRM输出镜作为谐振腔输出镜。VRM输出镜是一种变反射率输出镜，其镜面反射率随着透镜半径的变化而变化。通过谐振腔设计，考虑激光晶体的热焦距，选配相配的凸凹输出镜和凹面反射镜，以及合适的谐振腔长，可以构成放大镜式非稳定谐振腔，该腔型能够产生光斑模式好，发散角小的激光光束；VRM输出镜可以选配合适的中心透过率，获得了输出光斑比较均匀、工作稳定的激光光束，例如VRM透镜可以是高斯分布的变反射率输出镜。

在通常的激光器中，谐振腔需要通过对反射镜与输出镜进行一定的调节才能使腔内光束减少损耗，实现起振。但这样会增加反射镜和输出镜的调节装置，也就是增加了系统的体积。光楔在光学传递系统中具有广泛的应用。一般在平行光路中，单光楔可以作为校验仪器上的微调机构，而旋转双光楔组合可以产生较大视场的任意偏振角，该双光楔组合可根据需要使透射光束在较小视场内产生一定俯仰角和方位角偏转。在该紧凑型调Q激光的谐振腔中，可以利用双光楔组成光束偏振装置进行光束的偏振，对激光器进行调谐，使得激光器起振输出。这样，整个激光谐振腔中可以减少了需要在反射镜和输出镜位置的光束调整机构，从而使得系统体积小、结构紧凑，增加了稳定性和可靠性，同时还更加容易调试。

现结合附图1-3和实施例对本实用新型做进一步描述：

参见附图1，一种紧凑型调Q固体激光器，由变折射率输出镜5、激光晶体4和全反镜1组成谐振腔。激光晶体为掺钕钇铝石榴石晶体(Nd:YAG)，或掺钕钒酸钇晶体(Nd:YV0₄)，由泵浦装置(图中未示出)对激光晶体4进行光泵浦。其中在激光晶体4和全反镜1之间具有调Q开关2，在一个具体的实施例中，调Q开关2为被动染料Q开关。在调Q开关2和激光晶体之间具有双光楔光束偏转装置3。

附图2是本实用新型的一种具体的双光楔光束偏转装置的原理图，附图3是该双光楔光束偏转装置的组装图。参见附图2，这两个光楔为两个外形相同且倾斜面相对的圆形光楔。其中两个光楔的主截面在光轴Z方向和竖直Y方向所组成的平面内。第一光楔6的薄轴指向竖直向上方向，第二光楔7的薄轴指向竖直向下方向，两光楔的倾斜面相对。两光楔均可以围绕着光轴Z轴旋转。当沿光轴方向旋转第一光楔或第二光楔，光束可以产生一定的俯仰角和方位角偏转，从而完成激光谐振腔的调整。参见附图3，在具体的实施中，将光楔装入光楔夹具10，并通过光楔压套11压紧，光楔夹具10的圆周上具有若干个小孔。将组装后的光楔夹具10放入光楔底座8中。光楔底座8中具有光楔夹具调节孔9，可以通过光楔夹具调节孔9拨动光楔夹具10圆周上的小孔，使得光楔绕光轴Z轴转动，从而调整光束传播方向。在一个具体的实施例中，采用高斯分布的变反射率透镜作为输出镜5，反射镜1为R＝1.4m平凹反射镜，采用闪光灯泵浦Nd:YAG晶体棒，该激光棒的直径为7毫米，长100毫米，用四价铬被动Q开关，可得到10ns、320mj的激光脉冲。

本实用新型的调Q固体激光器采用VRM透镜作为输出镜，利用不稳定腔型，能够产生光斑模式好，发散角小的激光光束；在谐振腔中加入双光楔光束调整装置，减少了在反射镜和输出镜位置的光束调整机构，系统体积小、结构紧凑，稳定性和可靠性强，并且更加容易调试。

以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型进行修改或者同等替换，而不脱离本新型的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种紧凑型调Q激光器，其特征在于：由变反射率透镜、激光晶体、反射镜依次组成激光谐振腔，在激光晶体和反射镜之间依次具有双光楔光束调整装置和调Q开关。

2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述变反射率透镜为高斯分布变反射率透镜。

3.如权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述调Q开关为被动染料Q开关。

4.如权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述激光谐振腔为放大镜式非稳腔。

5.如权利要求4所述的激光器，其特征在于：所述反射镜为平凹镜，所述变反射率透镜为凸凹输出镜。

6.如权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述双光楔光束调整装置包括两个外形相同且倾斜面相对的圆形光楔。

7.如权利要求6所述的激光器，其特征在于：所述圆形光楔可以分别绕光轴旋转。

8.如权利要求6所述的激光器，其特征在于：所述双光楔光束调整装置具有一个光楔底座，所述光楔底座中具有两个光楔夹具，每个光楔夹具中具有一个所述圆形光楔和一个光楔压套，所述光楔压套将所述圆形光楔压紧固定在所述光楔夹具内，所述光楔底座中具有光楔夹具调节孔，通过所述光楔夹具调节孔调节所述光楔夹具使得所述圆形光楔绕光轴旋转。

9.如权利要求6所述的激光器，其特征在于：两个所述圆形光楔薄轴方向相反。

10.如权利要求1所述的激光器，其特征在于：所述激光晶体为掺钕钇铝石榴石晶体。

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