CN2237294Y - 超高光束质量激光器 - Google Patents

Abstract

超高光束质量激光器，在已有激光器光学谐振腔内，沿光轴上任意位置处，设置一个透明的或金属反射式的相位片，通过光束相干叠加的原理，可获得光强度超出高斯光束强度2～4倍以上、光束发射角小的高质量激光束。

Description

超高光束质量激光器

本设计属于激光器件领域，特别是涉及到高质量激光束的激光器件。

迄今，各类激光器已广泛地在军事、民用和科学研究等领域中得以充分地应用，但按照在整机中应用的要求，目前，激光器件还存在着某些不足之处，其中之一是激光束的质量还不够理想，激光模式多数是多模，即便是基横模，其能量分布也是按高斯曲线分布。光束中心的光强并不悬殊地高于边侧的光强，稳定性差，光束的发散角也大，影响了器件在各领域中的应用。多年来人们为了改善激光器件的光束质量，寻求单横模输出曾做过不少努力，如采用“小孔光阑”限模法，“聚焦光阑”选模法等，但其结果虽可得到单横模，却又使光束的功率大大下降，发射角也随之增大，这都是不希望有的。因此，就希望提出一种新的机理，去实现对光束质量上产生一种新的变革，从而获取一种使光束中心功率密度优于高斯光束分布，并且具有小发射角的新型光束。

本实用新型的目的，就是设计一种激光器件，使其产生一种高亮度、小发散角的高质量激光束，使该器件所产生的激光束其功率密度分布和发散角优于单横模高斯光束。

本实用新型是由下述技术方案来完成的，在已有的激光器光学谐振腔内，沿光轴上任意位置处，包括构成腔的两个镜片所在位置上，设置一个透明的或金属反射式的相位片，调整相位片上相位改变区的厚度d，使其与激光器工作波长λ之间满足一定关系，即

；式中λ为激光器工作波长，N＝0，1，2，3，……，d为相位改变区的厚度，在相位片上蒸上一层透明或反射薄膜或凹进一层相同薄膜，σ为厚度的修正值，σ的取值范围是由相位片在光轴上所处的位置和制做相位片材料的光学性质而确定的，结合附图说明实施例。

附图说明：图1为超高光束质量激光器的结构位置示意图

图2为相位界呈园形时，相位片的几何形状

图3为相位界呈方形时，相位片的几何形状。

图4为相位界呈环形时，相位片的几何形状

图5为相位界呈方框形时，相位片的几何形状，

在图1中所表示的是内腔式气体激光器的一种实施例。其中，(1)为相位片及其外围区部分；(2)为相位变化区的外界；(2′)为相位变化区的内界(只有如图4，图5各种环形相位变化区的情况下才存在内界)；(a)为相位变化区；(4)为内腔式激光器腔中一个镜面；(5)为激光器的外壳，可以是石英玻璃或其他材料，(6)为放电区；(7)为输出端腔镜面；相位片(1)的位置可以任意安置在腔镜上或沿轴线任意位置。本实施例中是安置在腔内紧贴近镜面的部分，相位片所用的材料为光学玻璃、石英等，相位区的形状按照图2所示的园形，蒸上一层镀膜，如对10.6μmCO₂激光器其厚度为5.3μm，在此激光器实施例中通过光束相干叠加的原理，已获得了光强度超出高斯光束强度2～4倍以上，光束发散角小到0.5～2mrad的高质量光束。这种光束的激光器已具备了比一般激光器有明显优越性能的光束质量，大大开拓了这种激光器的应用范围。

Claims (3)

1.一种超高光束质量激光器，由腔体、放电区和外壳构成，其特征在于，沿光轴上任意位置处，包括构成腔的两个镜片所在位置上，设置一个透明的或金属反射式的相位片，使相位片上相位改变区的厚度d满足

；其中λ为激光器工作波长，N＝0，1，2，3，……，σ为修正值，取值范围由相位片所处位置及相位片所用材料的光学性质来定。

2.根据权利要求1所述的超高光束质量激光器，其特征在于，腔内设置的相位片上相位改变区的形状可以是圆形、方形园环形或方框形各形状。

3.根据权利要求1所述的超高光束质量激光器，其特征在于，腔内设置的相位片上相位改变区的厚度可以凸出一层厚度d，也可以凹进一层厚度d。

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