CN2750532Y - 一种用于ld泵浦固体激光器的微片晶体 - Google Patents

Abstract

一种用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，该微片晶体上镀膜形成谐振腔，其包括激光增益介质、光学倍频晶体、在激光增益介质与倍频晶体之间固定设置的具有中心通孔的光学平片，形成激光增益介质与倍频晶体之间封装的以平片的中心通孔为空气隙的间隔结构。另外，还可包括在谐振腔内设置的温度补偿片或选模元件。上述元件的封装的光学连接采用间隔装置进行封装固定。本实用新型微片晶体制作成本低，结构简单，稳定性与可靠性好，并且良好保证了器件的可靠性与寿命问题，可适合大批量制作生产。

Description

一种用于LD泵浦固体激光器的微片晶体

技术领域

本实用新型涉及适用于半导体激光泵浦的固体激光器(DIODE PUMPEDSOLIDE STATE LASER，简称DPSS LASER)的微片晶体，尤其涉及其微片晶体的制作与该微片晶体在半导体泵浦的固体激光器中的使用。

背景技术

一般微片晶体的制作方法如图1所示，图1(a)图示了微片晶体的几个部件，包括：谐振腔膜片101与105之间组成的激光谐振腔；增益介质102；胶结层103；光学倍频晶体104。

图1(b)图示了另一种微片晶体的几个部件，包括：谐振腔膜片101与105之间组成的激光谐振腔，增益介质102，光学倍频晶体104。增益介质102与光学倍频晶体104之间的联结采用光胶方式，侧面加固有护片106。

1.如图1(a)，两种不同的晶体102与104以上胶方式胶合在一起做成微片晶体的话存在如下问题：

1-1热膨胀的形变引起激光谐振腔失调的问题，两种材料增益介质102与光学倍频晶体104的线膨胀系数存在较大差异，并且胶结层103与增益介质102及光学倍频晶体104的线膨胀系数差别更大。

1-2强激光泵浦产生的热问题以及热透镜现象和谐振腔失配的问题

上述两点，产生激光时，在被光激发的关键部位，增益介质102吸收泵浦源的光而产生很严重的热问题，加热而引起不均匀膨胀，增益介质102与光学倍频晶体104之间膨胀量有差异，可能使其两者之间发生严重形变，这个现象可导致谐振腔失调。

1-3强激光照射的物理和化学变化问题

激光被激励的微片晶体的通光中心部位有胶合面存在，胶经过强激光的照射，将会引起退化，吸收增大，光散射加大，从而导致激光输出激剧下降。这个问题是严重影响微片晶体与产品寿命的主要因素。

2.如图1(b)两种不同的晶体102与104以图1(b)光胶合形式结合

2-1，该方式可以避免上述1-3项所述胶对寿命的影响，但是1-1项到1-2项的其他部分仍然不可避免。

2-2，强激光也可引起光胶键合面的分裂。激光在不同的泵浦功率条件下，增益介质吸收热，其内部的温度梯度也不同，而对光胶结合面造成的热影响也不同，改变泵浦功率过程与激光器开关过程，光胶键合面存在严重的温度冲击，如图1(b)晶体102与104两者的热膨胀系数差异性导致温度冲击下的光胶键合面存在失效与退化的可能，严重影响光胶结合面的可靠性。

2-3，环境温度与使用条件下对光胶合面的物理性质的影响也非常严重，放置在不同的工作温度条件下，光胶面边界温度条件差异较大，对光胶晶体的光胶面也有着不同程度的影响，也是造成光胶面失效的重要因素。

综上所述，任何方式使两种不同晶体通过面接触形成的微片晶体，两种材质的结合面均存在一定的缺陷，是影响产品可靠性的主要因素，对产品寿命方面的改善是一个制约因素，其两种晶体结合面的退化和分裂等问题，较严重影响器件的可靠性与寿命指标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可靠封装的微片晶体，使器件的可靠性能够得到大幅度改善的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体。

本实用新型所提供的一种用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，该微片晶体上镀膜形成谐振腔，其包括激光增益介质，光学倍频晶体，其特征在于，它还包括在所述的激光增益介质与倍频晶体之间固定设置的具有中心通孔的光学平片，形成激光增益介质与倍频晶体之间封装的以平片的中心通孔为空气隙的间隔结构。

上述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，还包括在该微片晶体的侧面上下分别加固有护片。

上述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，包括在所述谐振腔内设置的温度补偿片，该温度补偿片通过前后设置的所述光学平片固定在所述的激光增益介质与倍频晶体之间，形成温度补偿片与该激光增益介质之间和温度补偿片与倍频晶体之间封装的空气隙间隔结构。

上述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，包括在所述谐振腔内设置的选模元件，该选模元件通过前后设置的所述光学平片固定在所述的激光增益介质与倍频晶体之间，形成选模元件与该激光增益介质之间和选模元件(207′)与倍频晶体之间封装的空气隙间隔结构。

采用了上述的技术解决方案，本实用新型具有如下优点：

1.激光不照射在胶合面与光胶面上，微片的物理(热和机械)和化学(退化)特性变好。从而在根本上改善器件的可靠性指标。

2.适当的调节两个晶体的距离可以改善器件的输出。

3.微片的工作寿命和抗环境温度变化特性将大大提高。

本实用新型微片晶体制作成本低，结构简单，稳定性与可靠性好，并且良好保证了器件的可靠性与寿命问题，可适合大批量制作生产。

附图说明

图1(a)～(b)是现有的微片制作的结构图；

图2(a)～(b)是本实用新型微片晶体第一实施例结构示意图；

图3(a)～(b)是本实用新型微片晶体第二实施例结构示意图；

图4(a)～(b)是本实用新型微片结合实例制作的绿光激光器用的微片，

考虑腔内加入选模元件，温度补偿片或其它光学元件的的一个实施例结构图。

具体实施方式

下面结合附图与实例进一步说明本实用新型的技术方案。

图2(a)～(b)是本实用新型的微片制作的一个实施例的结构图，该实施例包括谐振腔膜片201，205，激光增益介质202，中心通孔的光学平片203，光学倍频晶体204，201与205形成光学谐振腔。

光学平片203的中心有通光孔，激光增益介质202与光学平片203，光学倍频晶体204与光学平片203之间可采用胶合，光胶或外加固定方式，形成微片晶体。激光增益介质可以是掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)，掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)，掺钕钒酸钆(Nd:GdV4)或其他激光增益介质，光学平片203的材料可以为光学材料，晶体材料，金属材料，半导体材料或者其他类同材料，其中心通光孔径大小不限。光学倍频晶体204可以是KTP，BBO，LBO或其他类似非线性材料。激光增益介质的入射端201与输出端205镀膜构成光学谐振腔面。激光增益介质202，光学倍频晶体204与光学平片203联结端镀有激光基频光与倍频光增透膜。

例如；激光增益介质为Nd:YVO4，光学倍频晶体为KTP，Nd:YVO4的入射端与输出端KTP镀膜构成光学谐振腔面。玻璃平片中心有Φ1mm通孔，玻璃平片与Nd:YVO4及KTP之间采用胶合方式，把KTP与Nd:YVO4相对位置装配可靠。Nd:YVO4，KTP与玻璃平片联结的通光面镀有1064nm与532nm增透膜。

该实施例中，也可以在腔内加入温度补偿片207，改善输出激光的温度特性，具体可如图4所述。

该实施例中，也可以在腔内加入选模元件207′，形成可输出单纵模激光的微片晶体，具体可如图4(a)～(b)所述的温度补偿片更改为选模元件。

该实施例的另一种具体实施方案如图3(a)～(b)所示，在上述微片晶体的侧面上下分别加固有护片206。激光增益介质为Nd:YVO4，光学倍频晶体为KTP，Nd:YVO4输入端与KTP输出端镀膜形成光学谐振腔。玻璃平片中心有Φ1mm通孔，玻璃平片与Nd:YVO4及KTP之间采用光胶方式，并采用外加护片起补强作用，把KTP与Nd:YVO4相对位置装配可靠。Nd:YVO4，KTP与玻璃平片联结的通光面镀有1064nm与532nm增透膜。

该实施例中，可以在腔内加入选模元件207′，形成可输出单纵模激光的微片晶体。

该实施例中，也可以在腔内加入温度补偿元件207，改善输出激光的温度特性。

与现有技术相比，本实用新型有以下突出效果：

激光不照射在胶合面上，微片的物理(热和机械)和化学(退化)特性变好，微片的工作寿命和抗环境温度特性将大大提高。

Claims (4)

1.一种用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，该微片晶体上镀膜(201、205)形成谐振腔，其包括激光增益介质(202)，光学倍频晶体(204)，其特征在于，它还包括在所述的激光增益介质(202)与倍频晶体(204)之间固定设置的具有中心通孔的光学平片(203)，形成激光增益介质(202)与倍频晶体(204)之间封装的以平片的中心通孔为空气隙的间隔结构。

2.根据权利要求1所述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，其特征在于：它还包括在该微片晶体的侧面上下分别加固有护片(206)。

3.根据权利要求1或2所述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，其特征在于，还包括在所述谐振腔内设置的温度补偿片(207)，该温度补偿片通过前后设置的所述光学平片(203)固定在所述的激光增益介质(202)与倍频晶体(204)之间，形成温度补偿片(207)与该激光增益介质(202)之间和温度补偿片(207)与倍频晶体(204)之间封装的空气隙间隔结构。

4.根据权利要求1或2所述的用于LD泵浦固体激光器的微片晶体，其特征在于，还包括在所述谐振腔内设置的选模元件(207′)，该选模元件通过前后设置的所述光学平片(203)固定在所述的激光增益介质(202)与倍频晶体(204)之间，形成选模元件(207′)与该激光增益介质(202)之间和选模元件(207′)与倍频晶体(204)之间封装的空气隙间隔结构。

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