CN207719584U - 腔内合束多波长输出激光器 - Google Patents
腔内合束多波长输出激光器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种多波长输出激光器，包括：至少两个谐振腔单元，所有谐振腔单元共用一输出腔镜；输出腔镜设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上；激光器中除任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有波长合束镜，激光器中的所有波长合束镜均设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内的光束与任一谐振腔单元内的光束进行合束，合束后的光束传输方向与任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。本实用新型提供的共用输出腔镜的腔内合束多波长输出激光器克服了腔外合束指向性调整难度大，光束质量差，远距离光斑重合性差等问题，可以实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，且光束质量好。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学技术领域，更具体地，涉及腔内合束多波长输出激光器。
背景技术
波长合束是将两个或两个以上不同波长的光束合成一束，得到和单束光光束质量相当、亮度提高数倍的激光输出，这种对波长的开放性，使得波长合束技术逐渐成为研究热点，并取得了一些较大的突破，输出功率达到了数千瓦级。
但目前存在的多波长合束都是腔外合束，存在指向性调整难度大，合束后整体光束质量差，远距离光斑重合性差等问题。
实用新型内容
为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种腔内合束多波长输出激光器。
一方面，本实用新型提供了一种多波长输出激光器，包括：至少两个谐振腔单元，且所述激光器内的所有谐振腔单元共用一输出腔镜；
所述输出腔镜设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有波长合束镜，所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
优选地，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直。
优选地，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有与所述波长合束镜平行设置的反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
优选地，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的所有谐振腔单元中，至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直，且至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；
在内部的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行的谐振腔单元内设置有反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，波长合束镜用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，或者用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
优选地，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向成45度夹角。
优选地，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜的中心以及与所述反射镜平行设置的波长合束镜的中心位于一条直线上，且所述直线的方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向垂直。
优选地，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括一激光增益介质。
优选地，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括可移动的反射腔镜，每一反射腔镜均与所处的谐振腔单元内的光束传输方向垂直。
优选地，所述激光器内的激光增益介质具有一定增益带宽或多波长能级，所述激光增益介质为半导体激光增益介质、固体激光增益介质、激光晶体、液体激光增益介质或气体激光增益介质一种或多种。
优选地，所述激光器内的激光增益介质为激光晶体，所述激光晶体的光轴沿所处的谐振腔单元内的光束传输方向。
本实用新型提供的共用输出腔镜的腔内合束多波长输出激光器克服了腔外合束指向性调整难度大，光束质量差，远距离光斑重合性差等问题，由于共用同一个输出腔镜，且各谐振腔单元内的光束传输方向在输出腔镜附近重合，可以实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，且光束质量好，从而可实现远距离传输。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的多波长输出激光器的结构示意图；
图2为本实用新型另一实施例提供的多波长输出激光器的结构示意图；
图3为本实用新型另一实施例提供的多波长输出激光器的结构示意图；
图4为本实用新型另一实施例提供的多波长输出激光器的结构示意图；
图5为本实用新型另一实施例提供的多波长输出激光器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型一实施例提供了一种多波长输出激光器，包括：至少两个谐振腔单元，且所述激光器内的所有谐振腔单元共用一输出腔镜；
所述输出腔镜设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有波长合束镜，所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
在上述实施例的基础上，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有与所述波长合束镜平行设置的反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
本实用新型中所述的多波长输出激光器是指激光器的输出光束为一个激光束，该激光束内包括多个波长的光束。也就是说，本实用新型提供的激光器可以实现在激光器的谐振腔内对多个不同波长的光束进行合束的功能。激光器的输出光束通过输出腔镜射出，所以本实用新型所述的任一谐振腔单元内光束传输方向是指激光器的输出光束的传输方向，也是指与输出腔镜所在平面垂直的方向。
如图1所示，图1中的多波长输出激光器1中包括谐振腔单元11和谐振腔单元12。其中，谐振腔单元11和谐振腔单元12共用一个输出腔镜13，输出腔镜13设置在谐振腔单元12内的光束传输方向上。
激光器1的谐振腔单元11内设置有反射镜113以及与反射镜113平行设置的波长合束镜114，反射镜113用于将所处的谐振腔单元11内的光束传输方向调整至与输出腔镜13平行的方向上。
所述激光器1中的波长合束镜114设置在谐振腔单元12内的光束传输方向上，波长合束镜114用于将谐振腔单元11内反射镜113调整后的光束与谐振腔单元12内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与谐振腔单元12内的光束传输方向重合。
这里需要说明的是，由于激光器发出的激光光束的波长与激光器的激光增益介质的选取有关，所以可利用本实用新型提供的激光器结构，在激光器内每个谐振腔单元内设置合适的激光增益介质，即可以实现从激光器输出的激光光束内存在多种波长。
本实用新型提供的共用输出腔镜的腔内合束多波长输出激光器克服了腔外合束指向性调整难度大，光束质量差，远距离光斑重合性差等问题，由于共用同一个输出腔镜，且各谐振腔单元内的光束传输方向在输出腔镜附近重合，可以实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，且光束质量好，从而可实现远距离传输。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括可移动的反射腔镜，每一反射腔镜均与所处的谐振腔单元内的光束传输方向垂直，所有反射腔镜均与所述输出腔镜平行设置。
如图1中，谐振腔单元11中包括反射腔镜111，谐振腔单元12中包括反射腔镜121，两个反射腔镜上均镀有高反射率的膜层。两个反射腔镜可沿所处谐振腔单元内的光束传输方向进行移动，由于激光器的输出光束的稳定输出与谐振腔的长度有关，所以将谐振腔单元内的反射腔镜设置为可移动，可以使激光器的输出光束中的不同波长的光束均可以稳定输出。需要说明的是，这里的所有反射腔镜根据需要进行移动和设置，不一定需要设置在一条直线上，具体移动的距离和设置的位置本实用新型不作具体限定。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的每一谐振腔单元内还包括一激光增益介质。
具体地，如图1中，谐振腔单元11中包括激光增益介质112，谐振腔单元12中包括激光增益介质122，这两个激光增益介质的种类可相同也可不相同。这是由于，同种激光增益介质在不同强度的激励源的激励下也可激发出不同波长的光束，例如，激光增益介质为氦-氖的混合气体时，可产生波长为632.8nm、1.15um和3.39um这三种较强的谱线，激光增益介质为氩离子时，可产生波长为488nm、514.5nm的两种较强的谱线。即使采用同种激光增益介质也可实现多波长输出。
如图2所示，图2中的多波长输出激光器中包括三个谐振腔单元。由第一反射腔镜211、第一激光增益介质212和输出腔镜13构成第一谐振腔单元。由第二反射腔镜221、第二激光增益介质222、第一反射镜223、第一波长合束镜224和输出腔镜13构成第二谐振腔单元。由第三反射腔镜231、第三激光增益介质232、第二反射镜233、第二波长合束镜234和输出腔镜13构成第三谐振腔单元。
其中，三个谐振腔单元共用一个输出腔镜13，输出腔镜13设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上。
激光器中的第二谐振腔单元和第三谐振腔单元内均设置有反射镜以及与反射镜平行设置的波长合束镜，反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与输出腔镜平行的方向上，即与第一谐振腔单元内的光束传输方向垂直的方向上。激光器中的第一波长合束镜224和第二波长合束镜234均设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上，第一波长合束镜224用于将第二谐振腔单元内反射镜223反射后的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。第二波长合束镜234用于将第三谐振腔单元内反射镜233反射后的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
这里需要说明的是，本实用新型中在激光器内设置的波长合束镜为双光束波长合束镜，通常一束光的反射光与另一束光的透射光进行合束。采用的波长合束镜的各项参数根据需要进行设置，本实用新型在此不作具体限定。本实施例中，通过设置多个谐振腔单元，可以使激光器输出多波长的激光，每一次输出的激光包含的波长数量与激光器内的谐振腔单元的数量相同。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的激光增益介质具有一定增益带宽或多波长能级，所述激光增益介质为半导体激光增益介质、固体激光增益介质、激光晶体、液体激光增益介质或气体激光增益介质一种或多种。本实施例中，通过在激光器内设置种类相同或不同的激光增益介质，即可以实现激光器输出多波长的激光。
在上述实施例的基础上，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向成45度夹角。
具体地，如图1和图2所示，图1中激光增益介质112所在的直线方向即为谐振腔单元11内反射腔镜111与反射镜113之间的光束传输方向，这与谐振腔单元12内的光束传输方向平行，所以要实现谐振腔单元11和谐振腔单元12内的光束进行合束，需要将谐振腔单元11内的光束传输方向调整至与谐振腔单元12内的光束传输方向重合，此时即需要设置一个反射镜113，且该反射镜113与谐振腔单元12内的光束传输方向的夹角为45度。由于波长合束镜114与反射镜113是平行的，所以波长合束镜114与谐振腔单元12内的光束传输方向的夹角同样为45度。如此设置反射镜113和波长合束镜114的倾斜角度，可以使激光器内的光束很容易达到重合，便于调整。
在上述实施例的基础上，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜的中心以及与所述反射镜平行设置的波长合束镜的中心位于一条直线上，且所述直线的方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向垂直。
本实施例中，这里的任一谐振腔单元是指不包括反射镜及波长合束镜的谐振腔单元，在该谐振腔单元中，产生的光束的传输方向仅经反射腔镜和输出腔镜的反射，而不会经反射镜进行调整。
将反射镜和对应的波长合束镜的中心设置在一条直线上，且该直线的方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向垂直。这样可以避免反射镜或波长合束镜其他位置上产生的误差，使最后合束的效果更好，进而使激光器的输出光束质量更好。
在上述实施例的基础上，所述激光增益介质为激光晶体，所述激光晶体的光轴沿所处的谐振腔单元内的光束传输方向。
具体地，由于需要将各谐振腔单元内产生的光束进行合束，为使谐振腔单元内的光路简单化，在每一谐振腔单元内设置相互平行的激光晶体，激光晶体的形状具体可以为圆柱形，即形成激光晶体棒，激光晶体棒的轴线方向即光轴方向，且光轴方向即为谐振腔单元内的光束传输方向。
在上述实施例的基础上，每一反射镜的表面均镀有反射薄膜，每一反射薄膜对一预设波长的光束进行反射，对除所述一预设波长外的其他波长的光束进行透射。
具体地，为避免激光器的输出光束中出现杂散光，可在反射镜的表面镀有反射薄膜，该反射薄膜仅能对反射镜所在的谐振腔单元内产生的光束进行反射，对其余光束进行透射。这是所述的预设波长的光束也就是指该反射镜所在的谐振腔单元内产生的光束。
在上述实施例的基础上，所述激光器的每一谐振腔单元内还包括功能性光学元件，所述光学元件包括：调Q光学元件、扩束棱镜和望远镜。
具体地，可在本实用新型提供的激光器的每一谐振腔单元内设置功能性光学元件，以使激光器具有所需要的性能。
在上述实施例的基础上，所述反射腔镜表面镀有针对所述谐振腔内波长的高反射率反射膜，输出腔镜的表面镀有针对输出光束的增透膜。
本实用新型中分别采用不同波长的激光谐振腔单元，且这些激光谐振腔共用一个输出腔镜，在每一激光谐振腔单元内通过波长合束镜实现多波长的合束，并且可以通过控制各个激光谐振腔单元中的反射腔镜实现各个波长激光的稳定输出，最终实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，具有非常好的光束质量。
本实用新型另一实施例提供了一种多波长输出激光器，包括：至少两个谐振腔单元，且所述至少两个谐振腔单元共用一输出腔镜；
所述输出腔镜设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有波长合束镜，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
具体地，如图3所示，图3中的多波长输出激光器1中包括谐振腔单元11和谐振腔单元12。其中，谐振腔单元11和谐振腔单元12共用一个输出腔镜13，输出腔镜13设置在谐振腔单元12内的光束传输方向上。
激光器1的谐振腔单元11内设置有波长合束镜313，激光器1中除谐振腔单元11外的谐振腔单元12内的光束传输方向与谐振腔单元11内的光束传输方向相互垂直；图3中波长合束镜313设置的方向与谐振腔单元11内的光束传输方向成45度夹角。
激光器1中的波长合束镜313设置在谐振腔单元12内的光束传输方向上，波长合束镜313用于将谐振腔单元11内的光束与谐振腔单元12内的光束进行合束，合束后的光束传输方向与谐振腔单元12内的光束传输方向重合。
这里需要说明的是，由于激光器发出的激光光束的波长与激光器的激光增益介质的选取有关，所以可利用本实用新型提供的激光器结构，在激光器内每个谐振腔单元内设置合适的激光增益介质，即可以实现从激光器输出的激光光束内存在多种波长。
本实用新型提供的共用输出腔镜的腔内合束多波长输出激光器克服了腔外合束指向性调整难度大，光束质量差，远距离光斑重合性差等问题，由于共用同一个输出腔镜，且各谐振腔单元内的光束传输方向在输出腔镜附近重合，可以实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，且光束质量好，从而可实现远距离传输。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括可移动的反射腔镜，所述任一谐振腔单元内的反射腔镜与除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射腔镜均垂直。
如图3中，谐振腔单元11中包括反射腔镜311，谐振腔单元12中包括反射腔镜321，两个反射腔镜上均镀有高反射率的膜层。两个反射腔镜可沿所处谐振腔单元内的光束传输方向进行移动，由于激光器的输出光束的稳定输出与谐振腔的长度有关，所以将谐振腔单元内的反射腔镜设置为可移动，可以使激光器的输出光束中的不同波长的光束均可以稳定输出。需要说明的是，这里的所有反射腔镜根据需要进行移动和设置，具体移动的距离和设置的位置本实用新型不作具体限定。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的每一谐振腔单元内还包括一激光增益介质，所述激光增益介质沿所处的谐振腔单元内反射腔镜的垂直方向设置。
具体地，如图3中，谐振腔单元11中包括激光增益介质312，谐振腔单元12中包括激光增益介质322，这两个激光增益介质的种类可相同也可不相同。这是由于，同种激光增益介质在不同强度的激励源的激励下也可激发出不同波长的光束，例如，激光增益介质为氦-氖的混合气体时，可产生波长为632.8nm、1.15um和3.39um这三种较强的谱线，激光增益介质为氩离子时，可产生波长为488nm、514.5nm的两种较强的谱线。即使采用同种激光增益介质也可实现多波长输出。
如图4所示，图4中的多波长输出激光器中包括三个谐振腔单元。由第一反射腔镜411、第一激光增益介质412和输出腔镜13构成第一谐振腔单元。由第二反射腔镜421、第二激光增益介质422、第一波长合束镜423和输出腔镜13构成第二谐振腔单元。由第三反射腔镜431、第三激光增益介质432、第二波长合束镜434和输出腔镜13构成第三谐振腔单元。
其中，三个谐振腔单元共用一个输出腔镜13，输出腔镜13设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上。
激光器中的第二谐振腔单元和第三谐振腔单元内均设置有波长合束镜。激光器中的第一波长合束镜423和第二波长合束镜433均设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上，第一波长合束镜423和第二波长合束镜433之间的夹角为90度。第一波长合束镜423用于将第二谐振腔单元内的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。第二波长合束镜433用于将第三谐振腔单元内的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
在上述实施例的基础上，所述激光器内的激光增益介质具有一定增益带宽或多波长能级，所述激光增益介质为半导体激光增益介质、固体激光增益介质、激光晶体、液体激光增益介质或气体激光增益介质一种或多种。本实施例中，通过在激光器内设置种类相同或不同的激光增益介质，即可以实现激光器输出多波长的激光。
在上述实施例的基础上，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的激光增益介质所在的直线方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向垂直，且所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的波长合束镜均与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向成45度夹角。
具体地，如图3和图4所示，图3中激光增益介质412所在的直线方向即为谐振腔单元11内的光束传输方向，这与谐振腔单元12内的光束传输方向垂直。如此设置波长合束镜114的倾斜角度，可以使激光器内的光束很容易达到重合，便于调整。
在上述实施例的基础上，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的波长合束镜的中心位于一条直线上。
本实施例中，这里的任一谐振腔单元是指不包括波长合束镜的谐振腔单元，在该谐振腔单元中，产生的光束的传输方向仅经反射腔镜和输出腔镜的反射。
将波长合束镜的中心设置在一条直线上，这样可以避免波长合束镜其他位置上产生的误差，使最后合束的效果更好，进而使激光器的输出光束质量更好。
由于需要将各谐振腔单元内产生的光束进行合束，为使谐振腔单元内的光路简单化，在每一谐振腔单元内设置激光晶体，激光晶体的形状具体可以为圆柱形，即形成激光晶体棒，激光晶体棒的轴线方向即光轴方向，且光轴方向即为谐振腔单元内的光束传输方向。
在上述实施例的基础上，每一反射镜的表面均镀有反射薄膜，每一反射薄膜对一预设波长的光束进行反射，对除所述一预设波长外的其他波长的光束进行透射。
具体地，为避免激光器的输出光束中出现杂散光，可在反射镜的表面镀有反射薄膜，该反射薄膜仅能对反射镜所在的谐振腔单元内产生的光束进行反射，对其余光束进行透射。这是所述的预设波长的光束也就是指该反射镜所在的谐振腔单元内产生的光束。
在上述实施例的基础上，所述激光器的每一谐振腔单元内还包括功能性光学元件，所述光学元件包括：调Q光学元件、扩束棱镜和望远镜。
具体地，可在本实用新型提供的激光器的每一谐振腔单元内设置功能性光学元件，以使激光器具有所需要的性能。
本实用新型另一实施例中提供了一种腔内合束多波长输出激光器，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的所有谐振腔单元中，至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直，且至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；
在内部的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行的谐振腔单元内设置有反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，波长合束镜用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，或者用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
如图5所示。与图2、图4中的原理基本相同，图5中的多波长输出激光器中包括三个谐振腔单元。由第一反射腔镜511、第一激光增益介质512和输出腔镜13构成第一谐振腔单元。由第二反射腔镜521、第二激光增益介质522、第一波长合束镜523和输出腔镜13构成第二谐振腔单元。由第三反射腔镜531、第三激光增益介质532、第一反射镜533、第二波长合束镜534和输出腔镜13构成第三谐振腔单元。
其中，三个谐振腔单元共用一个输出腔镜13，输出腔镜13设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上。
激光器中的第二谐振腔单元和第三谐振腔单元内均设置有波长合束镜。激光器中的第一波长合束镜523和第二波长合束镜534均设置在第一谐振腔单元内的光束传输方向上，第一波长合束镜523和第二波长合束镜534之间的夹角为90度。第一波长合束镜523用于将第二谐振腔单元内的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。第二波长合束镜534用于将第三谐振腔单元内反射镜533反射后的光束与第一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与第一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
本实用新型中分别采用不同波长的激光谐振腔单元，且这些激光谐振腔共用一个输出腔镜，在每一激光谐振腔单元内通过波长合束镜实现多波长的合束，并且可以通过控制各个激光谐振腔单元中的反射腔镜实现各个波长激光的稳定输出，最终实现输出的各个波长的激光具有完全相同的指向性，具有非常好的光束质量。
最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多波长输出激光器，其特征在于，包括：至少两个谐振腔单元，且所述激光器内的所有谐振腔单元共用一输出腔镜；
所述输出腔镜设置在任一谐振腔单元内的光束传输方向上；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有波长合束镜，所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直。
3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；
所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内均设置有与所述波长合束镜平行设置的反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，每一波长合束镜均用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的所有谐振腔单元中，至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互垂直，且至少有一个谐振腔单元内的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行；
在内部的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向相互平行的谐振腔单元内设置有反射镜，所述反射镜用于将所处的谐振腔单元内的光束传输方向调整至与所述输出腔镜平行的方向上；
所述激光器中的所有波长合束镜均设置在所述任一谐振腔单元内的光束传输方向上，波长合束镜用于将所处的谐振腔单元内的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，或者用于将所处的谐振腔单元内反射镜调整后的光束与所述任一谐振腔单元内的光束进行合束，所述合束后的光束传输方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向重合。
5.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向成45度夹角。
6.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述激光器中除所述任一谐振腔单元外的每一谐振腔单元内的反射镜的中心以及与所述反射镜平行设置的波长合束镜的中心位于一条直线上，且所述直线的方向与所述任一谐振腔单元内的光束传输方向垂直。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的激光器，其特征在于，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括一激光增益介质。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的激光器，其特征在于，所述激光器内的每一谐振腔单元内包括可移动的反射腔镜，每一反射腔镜均与所处的谐振腔单元内的光束传输方向垂直。
9.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述激光器内的激光增益介质具有一定增益带宽或多波长能级，所述激光增益介质为半导体激光增益介质、固体激光增益介质、激光晶体、液体激光增益介质或气体激光增益介质一种或多种。
10.根据权利要求9所述的激光器，其特征在于，所述激光器内的激光增益介质为激光晶体，所述激光晶体的光轴沿所处的谐振腔单元内的光束传输方向。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721905549.0U CN207719584U (zh) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 腔内合束多波长输出激光器 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108092126A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-29 | 北京工业大学 | 腔内合束多波长输出激光器 |
| CN109901301A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种激光合束装置 |
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2017
- 2017-12-29 CN CN201721905549.0U patent/CN207719584U/zh active Active
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