CN202167754U

CN202167754U - 一种激光器分光装置

Info

Publication number: CN202167754U
Application number: CN2011202275000U
Authority: CN
Inventors: 李彬彬
Original assignee: BEAMTECH OPTRONICS Co Ltd
Current assignee: BEAMTECH OPTRONICS Co Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-06-30

Abstract

本实用新型涉及一种激光器分光装置，包括沿激光入射方向依次设置在激光器入射光轴上的基频光组和若干倍频光组，所述基频光组包括设置于所述激光入射光轴的第一反光镜和设置于第一反光镜反射光线路上的第二反光镜，任意一个倍频光组包括设置于所述激光入射光轴上的倍频晶体、第一分光镜和位于第一分光镜反射光线路上的第二分光镜，所述第一反光镜可移动地设置于激光入射光轴上；除最邻近吸光器的倍频光组之外的任意倍频光组中，第一分光镜可移动地设置于所述激光入射光轴上。本实用新型实现多波长输出的激光器进行波长切换。并且，实现了多波长的同光路输出。此外，倍频晶体可以固定设置，无需更换位置，简单且方便。

Description

一种激光器分光装置

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，更具体的说是涉及一种固体激光器的分光装置。

背景技术

使用电光调Q的固体激光器具有较高的峰值功率和较紧凑的结构，在科研、加工、医学、军事等方面有着广泛的应用。

图1示出了传统的固体激光器多波长分光光路结构示意图，如图所示，在基频激光光源11和激光吸收器12之间固定设置有多个倍频晶体(包括二倍频晶体13和三倍频晶体14)和分光镜(包括第一分光镜15和第二分光镜16)，二倍频晶体13、三倍频晶体14和第一分光镜15依次固定设置在激光光源11的入射光轴上，第二分光镜17固定设置在第一分光镜15的反射光线路上。工作时，基频激光光源11发出的基频光经过二倍频晶体13和三倍频晶体14的非线性效应，部分转换为二倍频光和三倍频光，再经过第一分光镜15和第二分光镜16的分光，将三倍频光输出，基频激光和二倍频激光则入射到激光吸收器12。

发明人在对本技术方案的研究过程中发现，上述方案在进行波长切换时，需要移动倍频晶体的位置，例如如果需要输出二倍频激光，需要拆除三倍频晶体，再更换三倍频分光片为二倍频分光片，如果要输出基频激光，需要将二倍频晶体和三倍频晶体均移出光路，再将倍频分光片拆除或更换。在此过程中，机械位置容易失调，需要重新调节晶体机械位置，由于晶体对机械位置对准敏感，即使有一定的机械定位措施，仍需调节晶体，也会影响各倍频晶体复位后的倍频效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种激光器分光装置，以实现多波长输出的激光器进行波长切换。

本实用新型的技术方案如下：

一种激光器分光装置，包括沿激光入射方向依次设置在激光器入射光轴上的基频光组和若干倍频光组，所述基频光组包括设置于所述激光入射光轴的第一反光镜和设置于第一反光镜反射光线路上的第二反光镜，任意一个倍频光组包括设置于所述激光入射光轴上的倍频晶体、第一分光镜和位于第一分光镜反射光线路上的第二分光镜，所述第一反光镜可移动地设置于激光入射光轴上；除最邻近吸光器的倍频光组之外的任意倍频光组中，第一分光镜可移动地设置于所述激光入射光轴上。

优选的，上述装置中，所述第一反光镜和除最邻近吸光器的倍频光组之外的任意倍频光组中的第一分光镜，均安装在一个以导轨、丝杠或滑杆作为移动结构的平移平台上。

优选的，上述装置中，所诉平移台是手动移动或电机驱动，该电机为步进电机、直流电机或伺服电机。

优选的，上述装置中，所述倍频光组包括二倍频光组和三倍频光组。

优选的，上述装置中，所述二倍光组中的二倍频晶体是非线性二倍频晶体。

优选的，上述装置中，所三倍光组中的三倍频晶体是非线性三倍频晶体。

优选的，上述装置中，所述第一反光镜和第二反光镜的入射面镀有对基频光的45度高反的介质膜。

优选的，上述装置中，所述二倍频光组中的第一分光镜的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜，所述第二分光镜的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

优选的，上述装置中，所述三倍频光组中的第一分光镜和第二分光镜的入射面镀有对三倍频光45度高反，且对基频光和二倍频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

优选的，上述装置中，所述激光器采用激光波长为1064nm、1053nm或1342nm的光源。

从上述技术方案可以看出，本实用新型中，基频光组的第一反光镜和大部分倍频光组(除了最邻近激光吸收器的倍频光组)中的第一分光镜可以移动(移开或移入所述激光入射光轴)，以实现多波长输出的激光器进行波长切换。并且，上述基频光组的第二反光镜和倍频光组中的第二分光镜处于同一光路上，实现了多波长的同光路输出。此外，本实施例中，倍频晶体可以固定设置，无需更换位置，简单且方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为一种典型固体激光器多波长分光光路设计示意图；

图2为本实用新型提供的一种激光器分光装置的结构示意图；

图3-图7为本实用新型提供的一种激光器分光装置的工作示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的激光器分光装置包括沿激光入射方向依次设置在激光器入射光轴上的基频光组和若干倍频光组，所述基频光组包括设置于所述激光入射光轴的第一反光镜和设置于第一反光镜反射光线路上的第二反光镜，任意一个倍频光组包括设置于所述激光入射光轴上的倍频晶体、第一分光镜和位于第一分光镜反射光线路上的第二分光镜，其中：

所述第一反光镜可移动地设置于激光入射光轴上；

除最邻近激光吸收器的倍频光组之外的任意倍频光组中，第一分光镜可移动地设置于所述激光入射光轴上。

由于本实用新型提供的分光装置中，基频光组的第一反光镜和大部分倍频光组(除了最邻近激光吸收器的倍频光组)中的第一分光镜可以移动(移开或移入所述激光入射光轴)，以实现多波长输出的激光器进行波长切换。并且，上述基频光组的第二反光镜和倍频光组中的第二分光镜处于同一光路上，实现了多波长的同光路输出。此外，本实施例中，倍频晶体可以固定设置，无需更换位置，简单且方便。

本实用新型中，倍频光组的数量可以根据需要设定，例如可以同时包括二倍频光组和三倍频光组......，等等，为了方便描述，下文仅以同时包括二倍频光组和三倍频光组为例进行说明。

现结合附图说明对本实用新型进一步说明。

图2示出了一种激光器分光装置，包括：

依次设置在基频激光光源与激光吸收器之间的入射光轴上的基频光组、二倍频光组和三倍频光组，其中：

所述基频光组最邻近于基频激光光源，包括第一反光镜21(也称基频光反射镜)和第二反光镜22(也称基频光反射镜)，其中，所述第一反光镜21设置于入射光轴上，并与入射光轴呈45°夹角相交，所述第二反光镜22设置于所述第一反光镜21的光反射路径上，与所述第一反光镜21平行设置。

所述二倍频光组和三倍频光组均包括一个倍频晶体和两个分光镜(第一分光镜和第二分光镜)，具体的：

所述二倍频光组包括二倍频晶体23、二倍频分光镜24和二倍频分光镜25，其中，二倍频晶体23和二倍频分光镜24串行设置在入射光轴上，二倍频晶体23靠近第一反光镜21；二倍频分光镜25设置在二倍频分光镜24的光反射线路上。

所述三倍频光组包括三倍频晶体26、三倍频分光镜27和三倍频分光镜28，其中，三倍频晶体26和三倍频分光镜27串行设置在入射光轴上，三倍频晶体26靠近二倍频分光镜24；三倍频分光镜27设置在三倍频分光镜26的光反射线路上。

所述第二反光镜22、二倍频分光镜24和三倍频分光镜27的中心同处于与激光入射光轴平行的光路上。

并且，所述第一反光镜21和二倍频分光镜23均可移动地设置在入射光轴上，具体的，所述第一反光镜21和二倍频分光镜23均安装在一个平移平台上，该平移平台通过移动机构与所述第一反光镜21和二倍频分光镜23相连，通过该移动机构，所述第一反光镜21和/或二倍频分光镜23能够移出或移入所述入射光轴。

所述移动机构具体形式可以是导轨，该导轨上至少具有处于激光入射轴的位置点及位于激光入射轴外的位置点，所述第一反光镜21或二倍频分光镜23安装在导轨上，可根据需要移动至激光入射轴上或者激光入射轴之外。当然，所述移动机构还可以是丝杠或滑杆，本实施例并不限定所述移动机构的具体形式，其只要是能够支持所述第一反光镜21或二倍频分光镜23从激光入射轴上移到激光入射轴外的任意一个位置即可。

另外，移动所述第一反光镜21和/或二倍频分光镜23的方式可以是手动，也可以采用电机驱动，所述电机可以是步进电机、直流电机或伺服电机。

所述第一反光镜21和/或二倍频分光镜23的移动方向是与入射光轴预设角度θ(0°＜θ＜180°)的方向，优选的，θ＝90°。

优选的，所述第一反光镜21和第二反光镜22的入射面镀有对基频光的45度高反的介质膜。

优选的，所述二倍频分光镜24的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

优选的，所述二倍频分光镜25的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

优选的，所述三倍频光组中的三倍频分光镜27和三倍频分光镜28的入射面镀有对三倍频光45度高反，且对基频光和二倍频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

另外，所述二倍光组中的二倍频晶体是非线性二倍频晶体，具体的，可以是KTP、KDP、KD*P、LBO、PPLN和BBO中的任意一种。所述三倍光组中的三倍频晶体是非线性三倍频晶体，具体可以是KDP、KD*P、BBO、LBO和BIBO中的任意一种。

所述激光器的激光光源为激光波长为1064nm、1053nm或1342nm的光源。

为了本领域技术人员对本方案有更好的理解，下面结合图3-图6，对上述实施例提供的分光装置的工作过程做详细介绍：

当只需要基频光时，可以保持第一反光镜21在入射光轴上，如图3所示，于是，基频激光经所述第一反光镜21反射到第二反光镜22，经第二反光镜22反射后依次穿过二倍频分光镜24和三倍频分光镜27后从激光口(图中未示出)输出。

当需要对基频激光进行二倍频时，通过手动或者电机驱动的方式，将第一反光镜21沿着图4中所示的方向a移动，直至所述第一反光镜21整体离开所述激光入射轴，如图5所示，由此，使基频激光达到二倍频晶体23进行二倍频，二倍频分光镜24将二倍频激光和基频激光经进行分光处理，其中，二倍频激光经过二倍频分光镜24的反射达到二倍频分光镜25，经二倍频分光镜25反射后穿过三倍频分光镜28从激光器出口输出，而基频激光透过二倍频分光镜24穿过三倍频晶体26和三倍频分光镜27到达激光吸收器，被激光吸收器吸收。

在此基础上，当需要对基频激光进行三倍频时，通过手动或者电机驱动的方式，将二倍频分光镜24沿着图6中所示的方向b移动，直至所述二倍频分光镜24整体离开所述激光入射轴，如图7所示，由此，二倍频激光和基频激光到达三倍频晶体26进行三倍频，产生的三倍频激光经过三倍频分光镜27反射到三倍频分光镜28，经由三倍频分光镜28反射并从激光器出口输出，剩余的二倍频激光和基频激光透过三倍频分光镜27到达激光吸收器，被激光吸收器吸收。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种激光器分光装置，包括沿激光入射方向依次设置在激光器入射光轴上的基频光组和若干倍频光组，所述基频光组包括设置于所述激光入射光轴的第一反光镜和设置于第一反光镜反射光线路上的第二反光镜，任意一个倍频光组包括设置于所述激光入射光轴上的倍频晶体、第一分光镜和位于第一分光镜反射光线路上的第二分光镜，其特征在于：

所述第一反光镜可移动地设置于激光入射光轴上；

除最邻近吸光器的倍频光组之外的任意倍频光组中，第一分光镜可移动地设置于所述激光入射光轴上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一反光镜和除最邻近吸光器的倍频光组之外的任意倍频光组中的第一分光镜，均安装在一个以导轨、丝杠或滑杆作为移动结构的平移平台上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述平移平台是手动移动或电机驱动，该电机为步进电机、直流电机或伺服电机。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，所述倍频光组包括二倍频光组和三倍频光组。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述二倍光组中的二倍频晶体是非线性二倍频晶体。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所三倍光组中的三倍频晶体是非线性三倍频晶体。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述第一反光镜和第二反光镜的入射面镀有对基频光的45度高反的介质膜。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述二倍频光组中的第一分光镜的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜，所述第二分光镜的入射面镀有对二倍频光45度高反且对基频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述三倍频光组中的第一分光镜和第二分光镜的入射面镀有对三倍频光45度高反，且对基频光和二倍频光45度高透的介质膜，另一面镀有对二倍频光和基频光的双波长45度增透的介质膜。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述激光器采用激光波长为1064nm、1053nm或1342nm的光源。