CN219801490U - 一种高功率激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种高功率激光器，包括激光器模块，激光器模块包括第一激光器和第二激光器，第一激光器发出的第一A波长激光穿过第三高反膜透镜并进入增益物质，第一A波长激光增益后增长至第一B波长激光，第一B波长激光依次穿过第一高反膜透镜和单面镀膜低反透镜；第二激光器发出的第二A波长激光依次经第二高反膜透镜、第一高反膜透镜反射后进入增益物质，第二A波长激光增益后增长至第二B波长激光，第二B波长激光经第三高反膜透镜反射后与第一B波长激光重合并重新依次穿过第一高反膜透镜和单面镀膜低反透镜。将两个激光器作为一个激光器模块对其发出的激光进行增益，同时可通过添加激光器模块来调节输出功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光技术领域，具体涉及一种高功率激光器。
背景技术
激光器是能够发射激光的装置。激光器的种类较多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出。
围绕激光对小目标的毁伤需求，小型化激光武器对激光源的要求是高功率、高质量光束。其中，光纤激光器具有结构紧凑、光束质量好、热管理方便等优势。
受限于热效应、非线性效应、泵浦源亮度等，单路近单模光纤激光的输出功率是有限的。而光束合成作为突破单束激光功率限制的一种有效途径，包括相干合束和非相干合束。非相干合束又包括光谱合束、偏振合束、空间阵列合束以及光纤合束等不同的技术途径。其中，光谱合束利用具有空间色散特性的元件来实现不同波长激光束的合成，合束元件一般为双色镜、光栅和棱镜等。在光谱合成系统中，合束元件是整个系统的核心部件。光谱合束工程应用中，双色镜具有结构简单、技术难度低、易实现等特点，因此成为应用研究的重点方向。
实用新型内容
本实用新型针对目前单路近单模光纤激光的输出功率有限的问题，提出了一种高功率激光器。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种高功率激光器，包括激光器模块，所述激光器模块包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器与所述第二激光器发出的激光波长为A，所述第一激光器的前方依次设置有第三高反膜透镜、增益物质、呈45°倾斜的第一高反膜透镜以及单面镀膜低反透镜，所述第二激光器的前方设置有呈45°倾斜的第二高反膜透镜；所述第一激光器发出的第一A波长激光穿过所述第三高反膜透镜并进入所述增益物质，第一A波长激光经所述增益物质增益后增长至第一B波长激光，第一B波长激光依次穿过所述第一高反膜透镜和所述单面镀膜低反透镜；所述第二激光器发出的第二A波长激光依次经所述第二高反膜透镜、所述第一高反膜透镜反射后进入所述增益物质，第二A波长激光经所述增益物质增益后增长至第二B波长激光，第二B波长激光经所述第三高反膜透镜反射后与第一B波长激光重合并重新依次穿过所述第一高反膜透镜和所述单面镀膜低反透镜。本申请通过将两个激光器作为一个激光器模块，首先将两个激光器发出的激光进行增益和波长叠加，同时可通过添加多个激光器模块来灵活调节输出功率。
优选的，所述激光器模块并列设置有多个。可通过添加多个激光器模块来增加或减小激光器的输出功率。
优选的，还包括第五高反膜透镜，穿过所述单面镀膜低反透镜后的第一B波长激光与第二B波长激光进入所述第五高反膜透镜并进行波长叠加，叠加后的激光被所述第五高反膜透镜反射。
优选的，还包括第六高反膜透镜，穿过所述单面镀膜低反透镜后的第一B波长激光与第二B波长激光穿过所述第六高反膜透镜。
优选的，还包括三棱镜，被所述第五高反膜透镜反射的激光和穿过所述第六高反膜透镜的激光进入所述三棱镜，在所述三棱镜的斜边处进行波长叠加并输出。通过三棱镜结构可对多个激光器模块输出的激光进行整合和波长叠加。
优选的，所述激光器模块包括第一激光器模块、第二激光器模块以及第三激光器模块，所述第一激光器模块、所述第二激光器模块与所述第三激光器模块发出的激光波长均不同。
优选的，所述第一高反膜透镜和所述第二高反膜透镜均镀有能够反射A波长激光的高反膜。
优选的，所述第三高反膜透镜、所述第五高反膜透镜以及所述第六高反膜透镜均镀有能够反射B波长激光的高反膜。
优选的，所述第一激光器和所述第二激光器均设置为半导体激光器。
优选的，所述增益物质设置为掺杂稀土元素的有源物质。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将两个激光器作为一个激光器模块，首先将两个激光器发出的激光进行增益和波长叠加，同时可通过添加多个激光器模块来灵活调节输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型所述的高功率激光器的一个示例图。
图2为本实用新型所述的高功率激光器的另一个示例图。
图中：1、第一高反膜透镜，2、第二高反膜透镜，3、第三高反膜透镜，4、单面镀膜低反透镜，5、第四高反膜透镜，6、增益物质，7、第一激光器，8、第二激光器，9、第五高反膜透镜，10、三棱镜。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
如图1至图2所示，在本实施例中，本实用新型提出的高功率激光器包括激光器模块，激光器模块包括第一激光器7和第二激光器8，在该实施例中，第一激光器7和第二激光器8均设置为半导体激光器，第一激光器7与第二激光器8发出的激光波长为A，第一激光器7的前方依次设置有第三高反膜透镜3、增益物质6、呈45°倾斜的第一高反膜透镜1以及单面镀膜低反透镜4，第二激光器8的前方设置有呈45°倾斜的第二高反膜透镜2；第一激光器7发出的第一A波长激光穿过第三高反膜透镜3并进入增益物质6，第一A波长激光经增益物质6增益后增长至第一B波长激光，第一B波长激光依次穿过第一高反膜透镜1和单面镀膜低反透镜4；第二激光器8发出的第二A波长激光依次经第二高反膜透镜2、第一高反膜透镜1反射后进入增益物质6，第二A波长激光经增益物质6增益后增长至第二B波长激光，第二B波长激光经第三高反膜透镜3反射后与第一B波长激光重合并重新依次穿过第一高反膜透镜1和单面镀膜低反透镜4。其中，第一高反膜透镜1和第二高反膜透镜2均镀有能够反射A波长激光的高反膜，从而使得第二激光器8发出的激光能够经二次反射后进入增益物质6进行增益；第三高反膜透镜3则镀有能够反射B波长激光的高反膜，从而使第二激光器发出的激光在经过增益被第三高反膜透镜3反射后的方向与第一激光器7发射激光的方向相同。本申请通过将两个激光器作为一个激光器模块，首先将两个激光器发出的激光进行增益和波长叠加，同时可通过添加多个激光器模块来灵活调节输出功率。
具体的，通过图1以及图2能够看出，激光器模块可并列设置有多个，即可通过添加多个激光器模块来增加或减小激光器的输出功率。
在一个实施例中，如图1所示，激光器模块包括第一激光器模块、第二激光器模块以及第三激光器模块，第一激光器模块、第二激光器模块与第三激光器模块发出的激光波长均不同。其中，半导体激光器LD1、LD2的波长为976nm，半导体激光器LD3、LD4的波长为915nm，半导体激光器LD5、LD6的波长为940nm。
在另一个实施例中，如图2所示，激光器模块包括第一激光器模块、第二激光器模块、第三激光器模块以及第四激光器模块，第一激光器模块、第二激光器模块、第三激光器模块与第四激光器模块发出的激光波长均不同。
如图1至图2所示，还包括第五高反膜透镜5、第六高反膜透镜9以及三棱镜10，以图1为例，由上至下分别为第一激光器模块、第二激光器模块和第三激光器模块；在最上方第一激光器模块中，穿过单面镀膜低反透镜4后的第一B波长激光与第二B波长激光进入第五高反膜透镜5并进行波长叠加，叠加后的激光被第五高反膜透镜5向下反射；在第二激光器模块中，穿过单面镀膜低反透镜4后的第一B波长激光与第二B波长激光穿过第六高反膜透镜9。其中，第五高反膜透镜5以及第六高反膜透镜9均镀有能够反射B波长激光的高反膜。被第五高反膜透镜5反射的激光和穿过第六高反膜透镜9的激光进入三棱镜10，在三棱镜10的斜边处进行波长叠加并输出高功率激光。通过三棱镜10的结构可对多个激光器模块输出的激光进行整合和波长叠加。
要说明的是，增益物质6可设置为掺杂稀土元素的有源物质。
如图1至图2所示，该高功率激光器的工作原理是：
以图1为例，三个激光器模块进行叠加实现高功率，其中，第一激光器7、第二激光器8发射的激光的波长A为976nm，增益后的波长B为1080nm。
激光从第一激光器7、第二激光器8出射，由于激光有良好的方向性，第二激光器8的光线直接打在前方四十五度倾斜的第二高反膜透镜2，第二高反膜透镜2镀有特殊高反膜，能反射99.99％的976nm波长激光，第一高反膜透镜1将接收到的976nm激光进行全部反射，激光经过第二高反膜透镜2和第一高反膜透镜1的反射后，将接收的976nm激光改变光路进入增益物质6。976nm激光增益后变为1080nm波长的激光，增益物质6的左侧是第三高反膜透镜3，其镀有对1080nm波长激光有99.99％反射率的高反膜，将1080nm的激光回传给右侧镀有对1080nm波长光低反射的透镜——即单面镀膜低反透镜4，最后，在镀有对1080nm高反射率的第四高反膜透镜5处第一激光器1与第二激光器2增益后的激光进行波长叠加。叠加后的激光被45°倾斜布置的第四高反膜透镜5进行反射后进入三棱镜10，第二激光模块发射的激光可直接穿过第五高反膜透镜9直射进入三棱镜10；第三激光模块增加一个高反透镜来改变激光传输方向，在三棱镜10的斜边进行波长叠加实现高功率激光输出。
当功率未达到要求时，可继续增加模块，实现高功率激光输出。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过将两个激光器作为一个激光器模块，首先将两个激光器发出的激光进行增益和波长叠加，同时可通过添加多个激光器模块来灵活调节输出功率。
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 (10)
1.一种高功率激光器，包括激光器模块，其特征在于，所述激光器模块包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器与所述第二激光器发出的激光波长为A，所述第一激光器的前方依次设置有第三高反膜透镜、增益物质、呈45°倾斜的第一高反膜透镜以及单面镀膜低反透镜，所述第二激光器的前方设置有呈45°倾斜的第二高反膜透镜；
所述第一激光器发出的第一A波长激光穿过所述第三高反膜透镜并进入所述增益物质，第一A波长激光经所述增益物质增益后增长至第一B波长激光，第一B波长激光依次穿过所述第一高反膜透镜和所述单面镀膜低反透镜；所述第二激光器发出的第二A波长激光依次经所述第二高反膜透镜、所述第一高反膜透镜反射后进入所述增益物质，第二A波长激光经所述增益物质增益后增长至第二B波长激光，第二B波长激光经所述第三高反膜透镜反射后与第一B波长激光重合并重新依次穿过所述第一高反膜透镜和所述单面镀膜低反透镜。
2.根据权利要求1所述的高功率激光器，其特征在于，所述激光器模块并列设置有多个。
3.根据权利要求2所述的高功率激光器，其特征在于，还包括第五高反膜透镜，穿过所述单面镀膜低反透镜后的第一B波长激光与第二B波长激光进入所述第五高反膜透镜并进行波长叠加，叠加后的激光被所述第五高反膜透镜反射。
4.根据权利要求3所述的高功率激光器，其特征在于，还包括第六高反膜透镜，穿过所述单面镀膜低反透镜后的第一B波长激光与第二B波长激光穿过所述第六高反膜透镜。
5.根据权利要求4所述的高功率激光器，其特征在于，还包括三棱镜，被所述第五高反膜透镜反射的激光和穿过所述第六高反膜透镜的激光进入所述三棱镜，在所述三棱镜的斜边处进行波长叠加并输出。
6.根据权利要求2所述的高功率激光器，其特征在于，所述激光器模块包括第一激光器模块、第二激光器模块以及第三激光器模块，所述第一激光器模块、所述第二激光器模块与所述第三激光器模块发出的激光波长均不同。
7.根据权利要求1所述的高功率激光器，其特征在于，所述第一高反膜透镜和所述第二高反膜透镜均镀有能够反射A波长激光的高反膜。
8.根据权利要求4所述的高功率激光器，其特征在于，所述第三高反膜透镜、所述第五高反膜透镜以及所述第六高反膜透镜均镀有能够反射B波长激光的高反膜。
9.根据权利要求1所述的高功率激光器，其特征在于，所述第一激光器和所述第二激光器均设置为半导体激光器。
10.根据权利要求1所述的高功率激光器，其特征在于，所述增益物质设置为掺杂稀土元素的有源物质。
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