CN206116866U - 一种高温ld泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光器技术领域，具体涉及一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，包括水平波罗棱镜、λ/2波片、第一YAG晶体、第二YAG晶体、第一高温LD泵浦、第二高温LD泵浦、第一45°偏振片、KDP晶体、第二45°偏振片和竖直波罗棱镜，水平波罗棱镜和竖直波罗棱镜正交，第一45°偏振片和第二45°偏振片正交，水平波罗棱镜与λ/2波片光连接，第一45°偏振片与KDP晶体光连接，KDP晶体与第二45°偏振片光连接，第二45°偏振片与竖直波罗棱镜光连接。其目的是：解决现有的激光器输出腔结构缺陷导致机械稳定性低、热稳定性差，体积大以及激光输出功率不能连续可调，且输出激光光斑不均匀，电光转化效率低的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于激光器技术领域，具体涉及一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔。
背景技术
激光二极管（LD）泵浦全固态激光器具有高光束质量、高效率及高可靠性等优异的性能。中国专利号为CN201120011889.5的实用新型介绍了“一种半导体激光二极管端面泵浦固体激光器，其设有半导体激光器、透镜聚焦装置、激光晶体、偏振分束器、倍频晶体和波罗棱镜；透镜聚焦装置与半导体激光器光连接，激光晶体与透镜聚焦装置光连接，偏振分束器与激光晶体光连接，倍频晶体与偏振分束器光连接，波罗棱镜与倍频晶体光连接；所述激光晶体与聚焦透镜装置的连接端面上镀有薄膜，所述薄膜对泵浦光透射，对激光高反，所述薄膜与波罗棱镜构成激光器谐振腔的两个反射镜。”
但是在使用常温工作的LD作为泵浦源的激光器在高重复频率和传导冷却条件下工作时，为保持激光输出功率稳定性，有比较大的制冷压力，增大了热沉模块的体积，既不利于激光输出稳定性的保持，又不利于激光器小型化设计；常规的输出镜输出激光模式则面临输出功率固定不可调，输出效率低，最佳输出镜透过率不能随环境的变化调节，稳定性差的问题；另一种常用的使用角锥作为尾镜的谐振腔则常常伴随有激光光斑不均匀，即所谓的光斑分瓣问题。
发明内容
本实用新型的目的是：旨在提供一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，用来解决现有的激光器输出腔结构缺陷导致机械稳定性低、热稳定性差，体积大以及激光输出功率不能连续可调，且输出激光光斑不均匀，电光转化效率低的问题。
为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，包括水平波罗棱镜、λ/2波片、第一YAG晶体、第二YAG晶体、第一高温LD泵浦、第二高温LD泵浦、第一45°偏振片、KDP晶体、第二45°偏振片和竖直波罗棱镜，所述水平波罗棱镜和竖直波罗棱镜正交，所述第一45°偏振片和第二45°偏振片正交，所述水平波罗棱镜与λ/2波片光连接，所述λ/2波片与第一YAG晶体光连接，所述第一YAG晶体与第二YAG晶体光连接，所述第二YAG晶体与第一45°偏振片光连接，所述第一45°偏振片与KDP晶体光连接，所述KDP晶体与第二45°偏振片光连接，所述第二45°偏振片与竖直波罗棱镜光连接。
采用上述技术方案的实用新型，谐振腔镜由正交的水平波罗棱镜和竖直波罗棱镜组成，激光工作物质为第一YAG晶体和第二YAG晶体，当二极管阵列发出的808nm泵浦光照射到第一YAG晶体和第二YAG晶体上时，产生粒子数反转，辐射产生激光，由谐振腔的反馈作用产生激光振荡；为了产生巨脉冲，采用第一45°偏振片、KDP晶体和第二45°偏振片结合的方式进行调Q，可有效降低调Q调节难度，提升调Q稳定性和环境适应性，使其在粒子数反转最佳时突然增大Q值，实现Q开关作用而输出巨脉冲；通过使用正交的水平波罗棱镜和竖直波罗棱镜作为谐振腔的腔镜，能够使得激光在谐振腔中起振放大，提高了激光器的抗失调性；采用第一高温LD泵浦和第二高温LD泵浦，可有效降低温控压力，利于系统小型化和轻量化设计；
第一45°偏振片和第二45°偏振片即作为调Q组件使用，第一45°偏振片又作为耦合输出镜使用，在未插入λ/2波片时，调Q开光打开后，激光器起振放大后的能量被完全束缚在谐振腔内，插入λ/2波片后，通过转动波片，可以调节腔内激光的偏振状态，从而可以调节激光通过第一45°偏振片时在垂直方向的分量，实现激光耦合输出，因波片转动是可连续调节，故可实现激光功率输出的可连续调节，寻找最佳耦合输出率。
这样的结构设计，通过对高温LD，正交波罗棱镜谐振腔，双偏振片调Q，以及偏振耦合输出技术的综合运用，可成功地实现输出腔高机械稳定性、热稳定性，小型化设计以及激光输出功率连续可调的目的，且输出激光光斑均匀。
进一步限定，所述水平波罗棱镜、λ/2波片、第一YAG晶体、第二YAG晶体、第一45°偏振片、KDP晶体、第二45°偏振片和竖直波罗棱镜位于同一轴线上，这样的结构设计，有利于光束通过横向所有的部件，产生激光。
进一步限定，所述第一45°偏振片和第二45°偏振片镀有偏振膜层，这样的结构设计，可使激光平行入射面的偏振分量高透，垂直于入射面的偏振分量高反。
进一步限定，所述第一高温LD泵浦和第二高温LD泵浦分别位于轴线的两侧，这样的结构设计，有利于输出腔的散热。
附图说明
本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为本实用新型一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔实施例的俯视结构示意图；
主要元件符号说明如下：
水平波罗棱镜1、λ/2波片2、第一YAG晶体31、第二YAG晶体32、第一高温LD泵浦41、第二高温LD泵浦42、第一45°偏振片5、KDP晶体6、第二45°偏振片7、竖直波罗棱镜8。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。
如图1所示，本实施例的一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，包括水平波罗棱镜1、λ/2波片2、第一YAG晶体31、第二YAG晶体32、第一高温LD泵浦41、第二高温LD泵浦42、第一45°偏振片5、KDP晶体6、第二45°偏振片7和竖直波罗棱镜8，水平波罗棱镜1和竖直波罗棱镜8正交，第一45°偏振片5和第二45°偏振片7正交，水平波罗棱镜1与λ/2波片2光连接，λ/2波片2与第一YAG晶体31光连接，第一YAG晶体31与第二YAG晶体32光连接，第二YAG晶体32与第一45°偏振片5光连接，第一45°偏振片5与KDP晶体6光连接，KDP晶体6与第二45°偏振片7光连接，第二45°偏振片7与竖直波罗棱镜8光连接。
本实施例中，谐振腔镜由相互正交的水平波罗棱镜1和竖直波罗棱镜8组成，激光工作物质为第一YAG晶体31和第二YAG晶体32，当二极管阵列发出的808nm泵浦光照射到第一YAG晶体31和第二YAG晶体32上时，产生粒子数反转，辐射产生激光，由谐振腔的反馈作用产生激光振荡；为了产生巨脉冲，采用第一45°偏振片5、KDP晶体6和第二45°偏振片7结合的方式进行调Q，可有效降低调Q调节难度，提升调Q稳定性和环境适应性，使其在粒子数反转最佳时突然增大Q值，实现Q开关作用而输出巨脉冲；通过使用相互正交的水平波罗棱镜1和竖直波罗棱镜8作为谐振腔的腔镜，能够使得激光在谐振腔中起振放大，提高了激光器的抗失调性；采用第一高温LD泵浦41和第二高温LD泵浦42，可有效降低温控压力，利于系统小型化和轻量化设计；第一45°偏振片5和第二45°偏振片7即作为调Q组件使用，第一45°偏振片5又作为耦合输出镜使用，在未插入λ/2波片2时，调Q开光打开后，激光器起振放大后的能量被完全束缚在谐振腔内，插入λ/2波片2后，通过转动波片，可以调节腔内激光的偏振状态，从而可以调节激光通过第一45°偏振片5时在垂直方向的分量，实现激光耦合输出，因波片转动是可连续调节，故可实现激光功率输出的可连续调节，寻找最佳耦合输出率。
这样的结构设计，通过对高温LD，正交波罗棱镜谐振腔，双偏振片调Q，以及偏振耦合输出技术的综合运用，可成功地实现输出腔高机械稳定性、热稳定性，小型化设计以及激光输出功率连续可调的目的，且输出激光光斑均匀。
优选水平波罗棱镜1、λ/2波片2、第一YAG晶体31、第二YAG晶体32、第一45°偏振片5、KDP晶体6、第二45°偏振片7和竖直波罗棱镜8位于同一轴线上，这样的结构设计，有利于光束通过横向所有的部件，产生激光。实际上，也可根据实际情况，具体考虑。
优选第一45°偏振片5和第二45°偏振片7镀有偏振膜层，这样的结构设计，可使激光平行入射面的偏振分量高透，垂直于入射面的偏振分量高反。实际上，也可根据实际情况，考虑其他能使激光平行入射面的偏振分量高透，垂直于入射面的偏振分量高反的结构设计。
优选第一高温LD泵浦41和第二高温LD泵浦42分别位于轴线的两侧，这样的结构设计，有利于输出腔的散热。实际上，也可根据实际情况，具体考虑第一高温LD泵浦41和第二高温LD泵浦42的分布方式。
以上对本实用新型提供的一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，其特征在于：包括水平波罗棱镜（1）、λ/2波片（2）、第一YAG晶体（31）、第二YAG晶体（32）、第一高温LD泵浦（41）、第二高温LD泵浦（42）、第一45°偏振片（5）、KDP晶体（6）、第二45°偏振片（7）和竖直波罗棱镜（8），所述水平波罗棱镜（1）和竖直波罗棱镜（8）正交，所述第一45°偏振片（5）和第二45°偏振片（7）正交，所述水平波罗棱镜（1）与λ/2波片（2）光连接，所述λ/2波片（2）与第一YAG晶体（31）光连接，所述第一YAG晶体（31）与第二YAG晶体（32）光连接，所述第二YAG晶体（32）与第一45°偏振片（5）光连接，所述第一45°偏振片（5）与KDP晶体（6）光连接，所述KDP晶体（6）与第二45°偏振片（7）光连接，所述第二45°偏振片（7）与竖直波罗棱镜（8）光连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，其特征在于：所述水平波罗棱镜（1）、λ/2波片（2）、第一YAG晶体（31）、第二YAG晶体（32）、第一45°偏振片（5）、KDP晶体（6）、第二45°偏振片（7）和竖直波罗棱镜（8）位于同一轴线上。
3.根据权利要求2所述的一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，其特征在于：所述第一45°偏振片（5）和第二45°偏振片（7）镀有偏振膜层。
4.根据权利要求3所述的一种高温LD泵浦正交波罗棱镜偏振耦合输出腔，其特征在于：所述第一高温LD泵浦（41）和第二高温LD泵浦（42）分别位于轴线的两侧。
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|---|---|---|---|---|
| CN112490838A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-12 | 北京超快光子科技有限公司 | 再生放大谐振腔及应用其的激光器系统 |
| CN112636156A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 北京遥测技术研究所 | 一种星载大能量双波长全固体脉冲激光器 |
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2016
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| CN112636156A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-04-09 | 北京遥测技术研究所 | 一种星载大能量双波长全固体脉冲激光器 |
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