CN2729969Y - 基于高温倍频器的高功率全固态绿光激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于高温倍频器的高功率全固态绿光激光器，属于绿光激光器技术。该激光器包括由80个20W二极管激光器泵浦组件3，凹面全反镜1，谐波反射镜5，激光介质为φ6.36×146mm的Nd:YAG棒4，KTP倍频晶体7，同时配置声光Q开关2及输出镜8构成的平均输出功率达110W的532nm的绿光激光器，其特征在于内腔设置由金属加热管及温控器组成的加热器6，对倍频晶体进行高温加热，温度控制在48.8±0.1℃。本实用新型的优点在于，改善了绿光激光器的平均输出功率低于85W和应用范围窄的缺点，而本实用新型的平均输出功率为110W以上，可广泛应用于工业激光雕刻加工、激光显示、海底探测以及军事光电对抗等领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于高温倍频器的高功率全固态绿光激光器，属于绿光激光器技术
技术背景
激光二极管泵浦的高重复频率(1～50kHz)、高平均功率(＞20W)、内腔倍频绿光固体激光器，由于具有效率高、光束质量好、体积小、寿命长、运转成本低等特点，在工业加工、海底探测、分离同位素以及科研等领域有着重要的应用。
采用声光调Q的Nd:YAG内腔倍频技术是实现高功率绿光输出的重要途径之一，由于声光Q开关关断能力的制约、谐振腔热稳定性以及倍频晶体热效应等因素的限制，使一般激光二极管泵浦的绿光激光器仅能运转在输出平均功率80W左右，且稳定性较差，这大大限制了其在工业、科研领域的实际应用。
发明内容：
本实用新型的目的在于提供一种基于高温倍频器的高功率全固态绿光激光器，该激光器输出平均功率为110W，不稳定性小于2％，重复频率1kHz～30kHz可调。
本实用新型通过下述技术方案加以实现，包括由80个20W二极管激光器泵浦组件3，凹面全反镜1，波谐反射镜5，激光介质为φ6.36×146mm的Nd:YAG棒4，KTP倍频晶体7，同时配置声光Q开关2及输出镜8构成的平均输出功率达110W的532nm的绿光激光器，其特征在于，于内腔设置由金属加热管及温控器组成的加热器6，对倍频晶体进行高温加热，温度控制在48.8±0.1℃。
本实用新型的优点在于，改善了绿光激光器的平均输出功率低于85W和应用范围窄的缺点，而本实用新型的平均输出功率为110W以上，可广泛应用于工业激光雕刻加工、激光显示、海底探测以及军事光电对抗等领域。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：1.凹面全反镜；2.声光Q开关；3.高功率半导体激光器泵浦组件；4.Nd:YAG棒(Φ6.45×146mm)；5.谐波反射镜；6.KTP加热器；7.KTP倍频晶体；8.输出镜。
具体实施方式：
本实用新型80个20W二极管激光器组成，按照五角形等间距侧面泵浦Nd:YAG棒的泵浦耦合技术，其总泵浦功率为1600W，激光介质的尺寸为φ6.36×146mm，侧面打毛，两端磨成平面，镀1064nm的增透膜。倍频晶体采用II类相位匹配的KTP晶体(φ＝24.7°；θ＝90°)，其尺寸为6×6×9.2mm，两面镀1064nm和532nm的增透膜；激光谐振腔采用直通式凹—平稳定腔，腔长为505mm，平凹全反镜的曲率半径为2m；谐波反射镜采用镀1064nm高透和532nm高反膜层的石英镜片；声光器件参数为：驱动功率为100W，工作频率为27MHz，静态透过率为98％(对1064nm)，衍射效率为20％，其调制频率为1～50kHz。当将KTP晶体加热到48.8℃，在LD泵浦功率为1000W，声光Q开光重复频率为10.6KHz时，获得了110W的532nm绿光输出，脉冲宽度为110ns。
在同一泵浦电流下，随着倍频晶体加热器的温度改变，输出功率发生波动，当加热器温度从50℃降至33℃时，输出功率下降了10W。而当加热器的温度在50℃和47℃之间变化时，输出功率的波动非常微小。虽然随着温度的升高，KTP晶体的热传导系数会略微的增加，但是采用高温倍频器具有以下的几个优点：一、相比于常温的冷却方式，高温KTP倍频器具有较高的允许温度；二、通过精密调整KTP加热器的温度可以使KTP晶体在很大尺寸范围内满足相位匹配条件；三、不需要通过采用调节KTP晶体的旋转角度的方法来补偿由于温度升高造成的相位失配，这样可以有效的减小KTP晶体倾斜对1064nm基模产生的损耗，从而可以有效的提高倍频效率；四、较高的工作温度可以提高KTP晶体的破坏阈值，有效的增加其使用寿命；五、当KTP工作于高温状态下，绿光输出功率随KTP温度的变化幅度较小，有利于提高激光器的稳定性。
Claims (1)
1、一种基于高温倍频器的高功率全固态绿光激光器，该激光器包括由80个20W二极管激光器泵浦组件(3)，凹面全反镜(1)，波谐反射镜(5)，激光介质为φ6.36×146mm的Nd:YAG棒(4)，KTP倍频晶体(7)，同时配置声光Q开关(2)及输出镜(8)构成，其特征在于：于内腔设置由金属加热管及温控器组成的加热器(6)，对倍频晶体进行高温加热，温度控制在48.8±0.1℃。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100341211C (zh) * | 2005-12-22 | 2007-10-03 | 天津大学 | 高功率内腔倍频激光器相位失配补偿加热器及方法 |
| CN101646976A (zh) * | 2007-03-22 | 2010-02-10 | 松下电器产业株式会社 | 激光波长转换装置以及具备该激光波长转换装置的图像显示装置 |
| CN104701719A (zh) * | 2015-03-13 | 2015-06-10 | 李斌 | 一种被动调q激光器及其激光产生方法 |
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2004
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