RU2172544C1 - Твердотельный лазер с продольной накачкой - Google Patents
Твердотельный лазер с продольной накачкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172544C1 RU2172544C1 RU2000105105/28A RU2000105105A RU2172544C1 RU 2172544 C1 RU2172544 C1 RU 2172544C1 RU 2000105105/28 A RU2000105105/28 A RU 2000105105/28A RU 2000105105 A RU2000105105 A RU 2000105105A RU 2172544 C1 RU2172544 C1 RU 2172544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- pump module
- active element
- resonator
- optical
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к твердотельным лазерам с продольной накачкой. Лазер включает последовательно соединенные оптический модуль накачки и резонатор лазера с выходным зеркалом и активным элементом, вклеенным теплопроводящим компаундом в калиброванный ложемент. Ложемент выполнен со стороны оптического модуля накачки в цилиндрической оправе резонатора, закрепленной в корпусе лазера соосно с оптической осью модуля накачки. Калибр ложемента D = d + (5 - 50) мкм, где d - диаметр активного элемента. Технический результат изобретения: обеспечение угловой стабилизации излучения в широком диапазоне температур. 2 ил.
Description
Изобретение предназначено для использования в приборостроении, в лазерной технике и оптической связи.
Известен твердотельный лазер с продольной накачкой (Куратьев И.И. и др. Неодимовые излучатели с лазерной диодной накачкой, Известия АН СССР, сер. физическая. - М. : Наука, 1990, т. 54, N 10), в котором излучение двух лазерных диодов фокусируется первой оптической системой, складывается поляризационной призмой и фокусируется второй оптической системой в активный элемент твердотельного лазера. Резонатор лазера образован гранью активного элемента, обращенной ко второй фокусирующей системе, и выходным зеркалом. Для удержания требуемой длины волны накачки лазерные диоды установлены на двух микрохолодильниках, поддерживающих заданную рабочую температуру диодов.
Такой лазер характеризуется относительно небольшой мощностью и предназначен для использования в лабораторных условиях.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является твердотельный лазер с накачкой лазерными диодами (Патент N 2105399, МКИ: 6 H 01 S 3/094, приоритет 3.12.96), включающий микрохолодильник, на теплопроводящей пластине которого установлены лазерные диоды с цилиндрическими линзами, трапецеидальную призму, а также последовательно соединенные сферическую линзу, активный элемент и выходное зеркало резонатора, причем на торец активного элемента со стороны сферической линзы нанесено комбинированное покрытие, а на противоположный торец нанесено просветляющее покрытие.
Недостатком известного лазера является угловая нестабильность выходного излучения лазера при изменении температуры окружающей среды и ограниченный температурный диапазон его работы, что не позволяет использовать его в промышленных условиях.
Целью изобретения является обеспечение угловой стабилизации лазерного излучения в широком температурном диапазоне, упрощение конструкции, сборки и юстировки элементов лазера.
Поставленная цель достигается тем, что в твердотельном лазере с продольной накачкой, в корпусе которого установлены последовательно соединенные оптический модуль накачки и резонатор лазера с активным элементов и выходным зеркалом, активный элемент вклеен теплопроводящим компаундом в калиброванный ложемент, который выполнен со стороны оптического модуля накачки в цилиндрической оправе резонаторов, закрепленной в корпусе лазера соосно с оптической осью модуля накачки, при этом калибр ложемента D= d + (5-50) мкм, где d - диаметр активного элемента.
Вклейка активного элемента теплопроводящим компаундом в калиброванный ложемент цилиндрической оправы резонатора, закрепленной в корпусе лазера соосно с оптической осью модуля накачки, и выбор калибра ложемента D = d + (5-50) мкм, где d - диаметр активного элемента, позволили обеспечить угловую стабилизацию лазерного излучения в широком температурном диапазоне. Размещение элементов резонатора лазера в цилиндрической оправе, то есть выполнение его в виде отдельного блока позволило упростить конструкцию, сборку и юстировку элементов лазера.
Заявителю не известны твердотельные лазеры с продольной накачкой, в которых бы обеспечение угловой стабилизации лазерного излучения в широком температурном диапазоне достигалось подобным образом.
На фигуре 1 представлена конструкция твердотельного лазера с продольной накачкой.
На фигуре 2 - разрез А-А на фигуре 1.
Твердотельный лазер с продольной накачкой (фиг. 1) содержит корпус 1, в котором установлены оптический модуль накачки 2 и резонатор лазера, состоящий из цилиндрической оправы 3 с закрепленными в ней активным элементом 4 и выходным зеркалом с оправой 5. Активный элемент 4 вклеен в калиброванный ложемент 6, который выполнен в цилиндрической оправе 3 резонатора лазера, теплопроводящим компаундом. Резонатор лазера закреплен между опорной 7 и зажимной 8 (фиг. 2) частями корпуса 1 лазера соосно с оптической осью модуля накачки 2. На торец 9 активного элемента 4, обращенного к оптическому модулю накачки 2, нанесено комбинированное покрытие, отражающее на рабочей длине волны лазера и пропускающее на длине волны накачки. На противоположный торец 10 активного элемента 4 нанесено просветляющее покрытие на рабочую длину волны лазера. Оптический модуль накачки 2 в простейшем случае содержит лазерный диод с цилиндрической линзой 11, фокусирующую линзу 12 и микрохолодильник 13. Для более мощного лазера оптический модуль накачки 2 может содержать, например, три лазерных диода, как у прототипа, излучение которых суммируется с помощью трапецеидальной призмы и линзы сумматора.
Резонатор лазера выполнен в виде отдельного блока. Юстировка резонатора лазера осуществляется предварительно на оптическом стенде. После предварительной юстировки он устанавливается (фиг. 2) между опорной 7 и зажимной 8 частями корпуса 1 лазера соосно с оптической осью модуля накачки 2 таким образом, чтобы активный элемент 4 располагался со стороны оптического модуля накачки 2.
Калибр ложемента D = d + (5 - 50) мкм, где d - диаметр активного элемента. Величина зазора между калиброванным ложементом 6 цилиндрической оправы 3 и активным элементом 4 резонатора лазера определяется величиной зерен наполнителя теплопроводящего компаунда и, предпочтительно, должна в два - четыре раза превышать максимальный размер зерен.
Отношение внешнего диаметра цилиндрической оправы 3 резонатора лазера к диаметру активного элемента 4 определяется теплопроводностью материала, из которого выполнена цилиндрическая оправа. При изготовлении цилиндрической оправы 3 из алюминиевых сплавов это отношение целесообразно выбирать больше четырех.
В качестве теплопроводящего компаунда можно использовать эпоксидные клеи или самополимеризующиеся герметики, предпочтительно с теплопроводностью не хуже 2 Вт/(м•К).
Твердотельный лазер с продольной накачкой работает следующим образом.
Излучение лазерного диода с цилиндрической линзой 11 оптического модуля накачки 2 проходит фокусирующую линзу 12 и через комбинированное покрытие, нанесенное на торец 9 активного элемента 4 резонатора лазера, отражающее на рабочей длине волны и пропускающее на длине волны накачки, проходит в активный элемент 4 резонатора лазера и осуществляет его накачку. На выходном торце 10 активного элемента 4 нанесено просветляющее покрытие на рабочую длину волны лазера. Резонатор лазера снабжен выходным зеркалом 5.
Отвод тепла от активного элемента 4 лазера осуществляется через теплопроводящий компаунд радиально в цилиндрическую оправу 3 и далее через места крепления (опорная 7 и зажимная 8 части корпуса) цилиндрической оправы в корпус 1 лазера. При этом в активном элементе 4 не возникает тепловой изменяющейся цилиндрической линзы, приводящей к угловому смещению выходного излучения лазера.
В прототипе, при изменении температуры корпуса на ± 10oC относительно средней температуры 20oC наблюдался уход лазерного пучка до 30 угловых минут относительно среднего положения при значительном, в несколько раз, изменении выходной мощности. При большем изменении температуры генерация лазерного излучения прекращалась.
Экспериментальные исследования предлагаемого лазера в диапазоне температур от -40oC до +50oC показали, что угловое положение лазерного пучка относительно его положения при температуре корпуса 20oC изменяется не более единиц угловых секунд, при изменении выходной мощности лазера не более 20%.
Предложенная конструкция твердотельного лазера с продольной накачкой, в которой активный элемент вклеен теплопроводящим компаундом в калиброванный ложемент, выполненный со стороны оптического модуля накачки в цилиндрической оправе резонатора, закрепленной в корпусе лазера соосно с оптической осью модуля накачки, при этом калибр ложемента D = d + (5-50) мкм, где d - диаметр активного элемента, позволила, путем отвода тепла с активного элемента в цилиндрическую оправу и затем на корпус лазера, обеспечить угловую стабилизацию лазерного излучения в широком диапазоне температур. Размещение элементов резонатора лазера в цилиндрической оправе, то есть выполнение резонатора в виде отдельного блока позволило упростить конструкцию, облегчить сборку и настройку лазера.
Claims (1)
- Твердотельный лазер с продольной накачкой, в корпусе которого установлены последовательно соединенные оптический модуль накачки и резонатор лазера с активным элементом и выходным зеркалом, отличающийся тем, что активный элемент вклеен теплопроводящим компаундом в калиброванный ложемент, который выполнен со стороны оптического модуля накачки в цилиндрической оправе резонатора, закрепленной в корпусе лазера соосно с оптической осью модуля накачки, при этом калибр ложемента D = d + (5 - 50) мкм, где d - диаметр активного элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105105/28A RU2172544C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Твердотельный лазер с продольной накачкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105105/28A RU2172544C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Твердотельный лазер с продольной накачкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2172544C1 true RU2172544C1 (ru) | 2001-08-20 |
Family
ID=35634797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105105/28A RU2172544C1 (ru) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | Твердотельный лазер с продольной накачкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2172544C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608972C2 (ru) * | 2012-04-26 | 2017-01-30 | Конинклейке Филипс Н.В. | Твердотельное лазерное устройство с оптической накачкой и самоюстирующейся оптикой для накачки |
-
2000
- 2000-03-02 RU RU2000105105/28A patent/RU2172544C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Байбородин Ю.В. Введение в лазерную технику. - Киев: Техника, 1977, с. 69. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608972C2 (ru) * | 2012-04-26 | 2017-01-30 | Конинклейке Филипс Н.В. | Твердотельное лазерное устройство с оптической накачкой и самоюстирующейся оптикой для накачки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7648290B2 (en) | Modular solid-state laser platform based on coaxial package and corresponding assembly process | |
EP0251718B1 (en) | Solid state laser | |
US5854802A (en) | Single longitudinal mode frequency converted laser | |
JPS6327080A (ja) | 固体レ−ザならびに同レ−ザを製作するための方法 | |
JPH03505948A (ja) | 突き合わせ連結された単横モード励起レーザ | |
US5440574A (en) | Solid-state laser | |
US5124999A (en) | Laser-diode-pumped solid-state laser | |
CN113258424B (zh) | 双波长脉冲同步Tm,Ho:LLF被动调Q固体激光器 | |
JP2002141607A (ja) | 半導体レーザモジュールとそれを用いた光増幅器 | |
US5671240A (en) | Solid state laser | |
US20040028108A1 (en) | Solid-state diode pumped laser employing oscillator-amplifier | |
RU2172544C1 (ru) | Твердотельный лазер с продольной накачкой | |
US6914928B2 (en) | Diode array end pumped slab laser | |
US8194708B2 (en) | Laser | |
RU2683875C1 (ru) | Диодный лазер с внешним резонатором | |
US5692005A (en) | Solid-state laser | |
CN111404004A (zh) | 微型二极管侧泵重频opo人眼安全激光器 | |
RU2266594C1 (ru) | Твердотельный лазер с продольной накачкой | |
RU2725639C2 (ru) | Перестраиваемый диодный лазер с внешним резонатором | |
CN108233163B (zh) | 一种声光移频反馈固体激光器 | |
JPH07302946A (ja) | 固体レーザー | |
Zhang et al. | A solid state laser resonator capable of compensating thermal lens effect adaptively | |
Singh et al. | Description and applications of high-brightness multi-laser-diode system | |
CN118249184A (zh) | 一种片上集成的单频激光器 | |
GB2310312A (en) | Cooled solid state laser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050217 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 23-2001 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120601 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190303 |