CN2704144Y - 结合多个激光束的激光系统 - Google Patents

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Abstract

一种结合多个激光束的激光系统，该激光系统包括两台或多台激光器(10，10a)，其输出光束(22，22a)直接发射到一分束器(24)上。透过分束器或者被分束器反射的辐射被一反射镜(26)反射，并直接返回到激光器的共振腔内，从而可获得总体上具有高功率的叠合激光束的输出辐射(28)。

Description

结合多个激光束的激光系统
技术领域
本实用新型涉及一种具有两台或多台激光器的激光系统，其光束被结合在一起。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种激光系统，其可以使用现有激光器通过简单装置来获得尽可能高的激光功率。
为此，根据本实用新型提供了一种包括两台或多台激光器的激光系统，其输出光束直接按以下方式发射到至少一个分束器和一个反射镜上，由反射镜反射的辐射通过该分束器返回到激光器的共振腔。
借助这种至少两台激光器的布置，两激光器的激光辐射以一种“多路传输”的方式叠合，也即，激光辐射在空间上(局部地)基本上重合，并且通过少量的附加部件即可获得非常高的激光功率；例如，利用两个脉冲准分子激光器可以获得大约500W的功率。激光器可以基本上同时或相继被触发。
根据本实用新型的至少两个共振腔的耦合，分束器最好是具有大约50％的透射率。然而，整个耦合辐射产生的激光功率只在很小程度上取决于这种透射，因此，分束器的透射值的范围在30％至70％、优选为40％至60％时均可获得最佳结果。
根据本实用新型的一个优选实施例，由单个激光器发射的输出辐射入射到对边的分束器上。
如果使用两台以上耦合激光器，相应地，需要使用附加的分束器。
根据本实用新型的一个实施例，一分束器只能允许两台激光器的输出辐射的一部分透过，而一部分所述的辐射被反射。透过一台激光器的辐射与另一台激光器的反射的辐射在同一直线上，也即，位于空间的相同位置。
根据本实用新型的一个优选实施例，所使用的激光器，其发射波长和脉冲宽度相同；例如，可以使用两台或多台相同的准分子激光器。根据本实用新型的方法可以理解为两个或多个激光管的“多路传输”。
本实用新型可以产生结合的激光脉冲，其具有更大的脉冲长度(与被结合的单个脉冲相比)。例如，这可以通过以下方式来实现，同步激发两台激光器(如准分子激光器)，然后延迟一激光脉冲相对于另一激光脉冲以一预定时间间隔，此时间间隔优选为几十毫微妙，例如10至50毫微妙。这种两个结合的激光束的时间延迟可根据公知的方式，通过适当的“延迟”，也即延迟线而获得。
本实用新型使得通过多路传输、使用较小的激光单元产生共线的高功率的激光束成为可能，单独激光束的其它的有用特性(例如发散度)也得以保留。因为根据本实用新型，激光脉冲既可以与激光器结构(laser structure)同时被激发，也可以相继被激发(起动)，并可产生更高的脉冲能量，或者任选地，产生更高的重复率。例如，为产生一较高的重复率，可以在另一台激光器暂停的时候激发一台激光器。
附图说明
本实用新型的各实施例将参照附图随后进行详细说明，附图中：
图1为其输出光束结合的两激光器的第一种布置的示意图；以及
图2为其输出光束结合的两激光器的布置的第二实施例示意图。
具体实施方式
图1示出一第一激光器10，例如，根据现有技术状况可以是一台准分子激光器。激光器10按已知方式包括一端镜12和一耦合输出镜14。激光管通过窗口16、18发射，而标号20所指为管中的激活激光介质。激光器10发射一输出光束22。
与第一激光器10相邻布置的为另一台激光器10a，在图示的实施例中，其结构与上述激光器10相同，对于第二激光器10a，在各种情况下，以相同的标号附加“a”来表示相应的部件。
输出光束22、22a直接发射到一分束器24上，其为一部分透射的反射镜。在该实施例中所示的分束器24具有大约50％的透射。这意味着从图1左边入射的第一激光器10的输出光束22，大约有50％基本呈直线透过分束器24，入射到一反射镜26时，100％被发射。第二激光器10a的输出光束22a的大约50％相应地被分束器24反射后，入射到反射镜26上，并且与输出光束22的上述部分成一直线。通过反射镜26被100％反射的两个光束返回到分束器24，在那里它们部分透过，部分被反射。光束按这种方式返回到两激光器10、10a的共振腔，那里它们由激光效应被任意地放大。假如两个发射的激光束22、22a的波长和脉冲时间相一致，通过分束器从反射镜反射回的辐射部分与其从第一或第二激光器发射的最初辐射不再有区别。仅仅在几个循环之后，大于90％的所有可利用的激光能量随着输出光束28被发射。输出光束28是具有高功率的两激光器的输出光束的线性叠合(结合)。
已发现，分束器24的透射I具有约T＝50％的最佳值。然而，在脉冲输出光束28所获得的总输出功率并不特别关键地取决于该透射，因而，透射在围绕最佳值有±30％的变化时都可以获得较好的结果。分束器24的透射最好位于T＝40％与T＝60％之间。通过两个激光束的多路传输，脉冲长度与单个的激光器10、10a的脉冲长度相比会变得大些。
图2所示的实施例也示出了两台结合的激光器，单个的激光器10、10a、分束器24以及反射镜26在功能上与上述根据图1的实施例中的相同。在根据图2所示的实施例中，两台激光器10、10a平行布置，并且在空间上尽可能靠近，并且激光器10的输出辐射22通过偏光镜30直接发射到了分束器24上，按照这种方式，可以获得上述的与分束器24反射的辐射和透过分束器24的辐射的共线性。图1、图2所示的光束路径在通常情况下呈直线，也即，特别是在激光器共振腔区域，在两个方向上传播的光束都是线性的。
如果结合两台以上的激光器，例如在根据图2所示的实施例中，此外的又一分束器(未示出)可以设置在偏光镜30与分束器24之间的激光束22的光束路径上。

Claims (6)

1.一种结合多个激光束的激光系统，包括两台或多台激光器(10，10a)，其输出光束(22，22a)以如下方式被直接发射到至少一个分束器(24)和一个反射镜(26)上，由所述反射镜(26)反射的辐射通过所述分束器(24)返回到所述激光器(10，10a)的共振腔(12，14；12a，14a)。
2.根据权利要求1所述的激光系统，其特征在于，由所述激光器(10，10a)发射的所述输出光束(22，22a)入射到对边的所述分束器(24)上。
3.根据权利要求1或2所述的激光系统，其特征在于，所述分束器(24)可使所述两激光器(10，10a)的输出辐射的一部分辐射透过，而部分所述输出辐射被反射，所述一台激光器的透射的辐射与所述另一台激光器的反射的辐射在同一直线上。
4.根据权利要求1或2所述的激光系统，其特征在于，所述分束器(24)的透射在40％至60％之间。
5.根据权利要求1或2所述的激光系统，其特征在于，所述激光器(10，10a)发射的辐射具有相同的波长。
6.根据权利要求1或2所述的激光系统，其特征在于，所述激光器(10，10a)为准分子激光器。
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