CN221080619U - 一种端面直接泵浦全固态激光器 - Google Patents
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Abstract
一种端面直接泵浦全固态激光器，涉及脉冲固体激光器技术领域，解决的技术问题为“提供一种体积小、结构简单、成本低的端面直接泵浦全固态激光器”，该激光器包括依次同轴设置的LD泵浦源、快轴准直器、激光晶体、调Q晶体和输出镜，所述激光晶体的入射方向镀有增反膜；该激光器可以令泵浦光经过快轴准直器整形后进入谐振腔，激光晶体入射光方向镀增反膜替代输入镜，在实现结构紧凑、微型化的同时，能够满足应用领域的需求，所设计的装置结构简单、成本低廉、操作快捷，满足大规模生产的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及脉冲固体激光器技术领域。
背景技术
半导体激光器LD泵浦的全固态纳秒激光器具有结构紧凑、能量转换率高、成本低、可输出高重复频率、窄脉冲宽度和高峰值功率的激光脉冲等优点，被广泛应用于军事、工业、科研和医疗等领域。随着激光技术的发展，激光器朝着微型化、便携式方向发展，LD端面泵浦的被动调Q激光器在微型化方向具有发展潜力，能够实现小型化的同时输出高峰值功率的脉冲激光。
常见的LD端面泵浦被动调Q激光器实现方式主要由三部分组成，主要为泵浦源、耦合系统和谐振腔，现有LD端面泵浦被动调Q激光器采用泵浦源经过两个透镜组成的耦合系统进入谐振腔内。具体地，通常选用中心波长为808nm的LD作为泵浦源，泵浦光采用光纤耦合的方式进入耦合系统中，泵浦光经过两个透镜组成的耦合系统整形后进入谐振腔内，谐振腔由激光晶体、调Q晶体、输入镜和输出镜组成。这种设计方式导致装置使用器件多、制作成本高、不易于调整，体积大，无法满足工业生产需要。
因此，如何提供一种体积小、结构简单、成本低的端面直接泵浦全固态激光器，成为本领域亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中“现有激光器使用器件多、制作成本高、不易于调整，体积大，无法满足工业生产需要”这一缺陷，本实用新型提供了一种端面直接泵浦全固态激光器，泵浦光经过快轴准直器整形后进入谐振腔，激光晶体入射光方向镀增反膜替代输入镜，在实现结构紧凑、微型化的同时，能够满足应用领域的需求，所设计的装置结构简单、成本低廉、操作快捷，满足大规模生产的需要。
一种端面直接泵浦全固态激光器，包括依次同轴设置的LD泵浦源、快轴准直器、激光晶体、调Q晶体和输出镜，所述激光晶体的入射方向镀有增反膜。
进一步地，所述LD泵浦源的中心波长为808nm，平均功率大于10W，发光条宽度为200μm。
进一步地，所述快轴准直器为柱透镜，焦距为300μm。
进一步地，所述激光晶体采用Nd：YAG晶体作为增益介质。
进一步地，所述激光晶体的入射光方向镀有808nm增透膜和1064nm增反膜，出射光方向镀有1064nm增透膜。
进一步地，所述激光晶体尺寸为2*2*7mm。
进一步地，所述调Q晶体采用Cr4+：YAG晶体，初始透过率为70％。
进一步地，所述调Q晶体尺寸为2*2*3mm。
进一步地，所述输出镜采用平凹反射镜，透过率为30％。
进一步地，所述输出镜与所述激光晶体的入射方向形成平凹腔
本实用新型提供的端面直接泵浦全固态激光器，至少包括如下有益效果：
(1)本实用新型提供的端面直接泵浦全固态激光器采用LD进行快轴准直，直接进行端面泵浦，减少了准直聚焦系统的使用；
(2)通过在激光晶体入射方向镀反射膜替代输入镜，从而减少了装置中输入镜这一期间，使得整个装置结构紧凑，节约了空间以及成本，以更加紧凑的结构实现了输出平均功率大于2W、峰值功率大于20kW的脉冲激光；
(3)该系统结构简单、易于调整，能够满足大规模生产的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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为本实用新型提供的端面直接泵浦全固态激光器一种实施例的结构示意图；
附图标记：1-LD泵浦源，2-快轴准直器，3-激光晶体，4-调Q晶体，5-输出镜。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请中“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”“连通”等术语应做广义理解，例如，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1，在一些实施例中，提供一种端面直接泵浦全固态激光器，包括依次同轴设置的LD泵浦源1、快轴准直器2、激光晶体3、调Q晶体4和输出镜5，所述激光晶体3的入射方向镀有增反膜。
作为一种较优的实施方式，所述激光器采用COS封装，所述LD泵浦源1的中心波长为808nm，平均功率大于10W，发光条宽度为200μm，作为泵浦源，对激光系统提供能量。
作为一种较优的实施方式，所述快轴准直器2为柱透镜，焦距为300μm，可将LD泵浦源1快轴方向发散角进行压缩，在晶体表面获得足够的功率密度。快轴准直器2采用焦距300μm的柱透镜对LD进行整形，之后进入谐振腔。
需要说明的是，谐振腔由激光晶体3、调Q晶体4和输出镜5组成。
作为一种较优的实施方式，所述激光晶体3采用Nd：YAG晶体作为增益介质，掺杂摩尔分数为1％。
作为一种较优的实施方式，所述激光晶体3的入射光方向镀有808nm增透膜和1064nm增反膜，出射光方向镀有1064nm增透膜，从而将808nm激光转化为1064nm激光。
作为一种较优的实施方式，所述激光晶体3尺寸为2*2*7mm
作为一种较优的实施方式，所述调Q晶体4采用Cr4+：YAG晶体，初始透过率为70％，所述调Q晶体4尺寸为2*2*3mm，将激光进行脉宽压缩，获得高峰值功率激光。
作为一种较优的实施方式，所述输出镜5采用平凹反射镜，材质为石英，透过率30％。
作为一种较优的实施方式，所述输出镜5与激光晶体3入射方向形成平凹腔，最终输出激光。
工作时，激光系统采用808nmLD，经过快轴准直后对Nd：YAG晶体进行端面泵浦，再经过Cr4+：YAG晶体对脉宽进行压缩，最后通过输出镜5输出平均功率大于2W、脉宽小于4ns、频率小于30kHz、峰值功率大于20kW的脉冲激光。
本实施例提供的端面直接泵浦全固态激光器，本实用新型提供的端面直接泵浦全固态激光器采用LD进行快轴准直，直接进行端面泵浦，减少了准直聚焦系统的使用；通过在激光晶体入射方向镀反射膜替代输入镜，从而减少了装置中输入镜这一期间，使得整个装置结构紧凑，节约了空间以及成本，以更加紧凑的结构实现了输出平均功率大于2W、峰值功率大于20kW的脉冲激光；该系统结构简单、易于调整，能够满足大规模生产的需要。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种端面直接泵浦全固态激光器，其特征在于，包括依次同轴设置的LD泵浦源(1)、快轴准直器(2)、激光晶体(3)、调Q晶体(4)和输出镜(5)，所述激光晶体(3)的入射方向镀有增反膜。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述LD泵浦源(1)的中心波长为808nm，平均功率大于10W，发光条宽度为200μm。
3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述快轴准直器(2)为柱透镜，焦距为300μm。
4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光晶体(3)采用Nd：YAG晶体作为增益介质。
5.根据权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述激光晶体(3)的入射光方向镀有808nm增透膜和1064nm增反膜，出射光方向镀有1064nm增透膜。
6.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光晶体(3)尺寸为2*2*7mm。
7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述调Q晶体(4)采用Cr4+：YAG晶体，初始透过率为70％。
8.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述调Q晶体(4)尺寸为2*2*3mm。
9.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述输出镜(5)采用平凹反射镜，透过率为30％。
10.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述输出镜(5)与所述激光晶体(3)的入射方向形成平凹腔。
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