激光束发生装置以及用于调节激光束的波长的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光束发生装置和一种用于调节激光束的波长的方法。本发明专利技术提出进一步改善激光束的生成和波长调节的目的。本发明专利技术特别地允许简化激光源元件的组合从而随着其光束重叠，它们以不同的但是受控的波长来运行。激光束发生装置（100）包括至少一个激光源元件（11）和外腔。该外腔包括输出耦合器（40）以及布置在激光源元件（11)和输出耦合器（40）之间的周期滤波器元件（30）。该激光束发生装置还包括各自布置在激光源元件（11）和周期滤波器元件（30）之间的至少两个截止滤波器元件（21，22）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光束发生装置以及用于调节激光束的波长的方法
本专利技术涉及一种激光束发生装置和一种用于调节激光束的波长的方法。
技术介绍
激光束产生通常地涉及激光源元件和腔体。腔体用作形成驻波光的共振器。腔体可以由另外的元件形成，然后被称为外腔。用于这种外腔的激光源元件可以是激光二极管。外腔有利于允许在腔体内布置波长选择元件，从而实现波长相关反馈。激光源元件可以被锁定到特定频率。波长选择元件的示例包括光栅例如体布拉格光栅(volumeBragggrating，VBG)、法布里-珀罗干涉仪(标准具(Etalon))及其组合。在利特罗(Littrow)配置中，具有背刻面的二极管产生被准直的光束，然后与衍射光栅相互作用。光栅被配置为在0级衍射模式形成输出光束的同时反射1级衍射模式。背刻面与衍射光栅一起构成共振器。对光栅进行调节允许调节激光器的波长，但会导致输出光束平移。在Littman配置中，1级模式不被光栅直接反射回来，而是反射到一反射镜上。然后反射镜将第一模式反射回二极管中。对反射镜进调节允许调节激光器的波长，同时避免了输出光束的平移。丹纽·V等人在2000年3月15日光学快报上发表了″在外腔中的宽发光区二极管激光器阵列的光谱束组合″(DaneuV.，etal.，″spectralbeamcombiningofabroad-stripediodelaserarrayinanexternalcavity"，Opt.Lett.，2000Mar15；25(6)：405-7)。具有宽发光区的11元件线性二极管激光器阵列的输出光束已经使用包括光栅的常见外腔组合成单个光束，其同时地使每个阵列元件在不同的但受控的波长下运行，并且使来自所有元件的光束重叠且在相同方向上传播。这种组合也称为波长多路复用。WO2013143862描述了一种可用于抽运的具有外部的体布拉格光栅的激光二极管，其中LD的耦合共振器具有Yb：YAG作为激光活性介质，以及用于抑制不受窄带VBG抑制的光谱分量的法布里-珀罗标准具。US6,876,679B1描述了通过滤波器和布拉格光栅的非相干激光束的多路复用。EP1850431A1教导了相对于入射光改变标准具的倾斜度，用于改变标准具峰值的波长。
技术实现思路
本专利技术提出进一步改善激光束的生成和波长调节的目的。本专利技术特别地允许简化激光源元件的组合从而随着其光束重叠且在相同的方向上传播，它们以不同的但是受控的波长来运行。因此，本专利技术允许单独地使波长稳定以及在单个实施例中用于多路复用和稳定化。这通过如权利要求1所述的激光束发生装置来实现。有利的实施例在从属权利要求中进行了说明。激光束发生装置包括至少一个激光源元件和外腔。该外腔包括输出耦合器和周期滤波器元件，该周期滤波器元件被布置在从激光源元件到输出耦合器的光路上，在激光源和输出耦合器之间。该激光束发生装置的特征在于，该激光束发生装置还包括各自布置在激光源和标准具之间的光路上的至少两个截止滤波器元件。通过截止滤波器元件的使用，以简单的方式实现了带通滤波器元件，这额外地允许激光源元件的光谱组合。通过带通，周期滤波器元件的单共振模式被反馈给激光源元件。因此激光源元件被锁定到在该单共振模式的峰值频率时发射。在实施例中，外腔可以使用位于外腔中的一组光学元件以及输出耦合器反射率和曲率的选择来进行优化。该截止滤波器元件可以是具有不同截止波长的长通滤波器元件，该长通滤波器元件中的每个滤波器元件都允许波长长于各自截止波长的辐射通过，并且至少反射波长短于各自截止波长的辐射。例如，该至少两个长通滤波器元件可以是冷光镜。该冷光镜可以包括电介质涂层。或者，该截止滤波器元件是短通滤波器元件，该短通滤波器元件中的每个滤波器元件都允许波长短于各自的截止波长的辐射通过，并且至少反射波长长于各自的截止波长的辐射。或者，该截止滤波器元件中的一个滤波器元件是长通滤波器元件并且一个是短通滤波器元件。激光源元件和该至少两个截止滤波器元件可以被布置在光路上从而激光源元件的光被辐照在该至少两个截止滤波器元件中的第一截止滤波器元件上并且该辐照的光的反射部分通过第一截止滤波器元件被反射至该至少两个截止滤波器元件中的第二截止滤波器元件上，该光透射通过第二截止滤波器元件。另外的激光源元件可以被包括在该激光束发生装置中，该另外的激光源元件被布置在光路上从而该另外的激光源元件的另外的光被辐照在第二截止滤波器元件上并且通过第二截止滤波器元件反射以使它被保持在外腔中。然后，另外的截止滤波器元件可以被包括在该激光束发生装置中，该另外的截止滤波器元件被布置在第二截止滤波器元件和该另外的激光源元件之间的另外的光路上或者在第二截止滤波器元件和周期滤波器元件之间的光路上。激光源元件和/或该另外的激光源元件可以是激光二极管，其发射的光在第一方向上比在垂直于该第一方向的第二方向上发散得更快，该激光二极管和双色镜被布置为使该激光二极管的光在第一方向上被叠加。然后，准直装置可以被包括在该激光束发生装置中，该准直装置使激光二极管发射的光准直，该准直装置在第一方向和第二方向上进行准直。该激光二极管可以是单发射器。单发射器可以以阵列进行布置。单发射器可以水平地或垂直地进行堆叠。周期滤波器可以包括以空气间隔放置的两个平行的板，其中该板的侧面彼此面向。该板能够被涂布来对功率反射率作针对性调整。还提出了根据权利要求13所述的一种使用根据本专利技术的激光束发生装置调节激光束的波长的方法。该方法包括通过绕轴旋转标准具对波长进行精细调节来改变入射角。本专利技术的不同实施例能够彼此有利地进行结合。附图说明下面，本专利技术的示例性实施例将借助附图进行更加详细地描述，其中图1示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第一示例性实施例；图2示意性地示出了图1的示例性实施例的截止滤波器元件和周期滤波器元件的依赖波长lambda的透光率T；图3示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第二示例性实施例；图4示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第三示例性实施例；图5示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第四示例性实施例；图6示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第五示例性实施例；图7示意性地示出了图6的示例性实施例的截止滤波器元件和周期滤波器元件的依赖波长lambda的透光率T；以及图8示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第六示例性实施例。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的激光束发生装置的第一示例性实施例。该第一实施例包括通过激光二极管11和至少两个截止滤波器元件示例性地实现的激光源元件，该至少两个截止滤波器元件通过长通滤波器元件21、22示例性地实现。长通滤波器元件21、22被布置为使激光二极管11发射的光的部分通过该至少两个长通滤波器元件21、22中的第一长通滤波器元件被反射。该被反射的部分包括比第一截止波长W1短的波长。该被反射的部分被反射至该至少两个长通滤波器元件21、22中的第二长通滤波器元件上。在被第二长通滤波器元件22反射的部分中，第二长通滤波器元件22使透射部分通过至以标准具30来示例性地实现的周期滤波器元件上。该通过的部分包括等于或者长于第二截止波长W2的波长，该第二截止波长W2比第一截止波长W1短。光穿过标准具30遇到输出耦合器40，输出耦合器40也被称为输出反射镜，在此光穿过标准具30被反射回到第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光束发生装置（100），所述激光束发生装置（100）包括至少一个激光源元件(11, 12)和外腔，所述外腔包括输出耦合器（40）和周期滤波器元件（30），其中，所述激光束发生装置（100）还包括各自布置在所述激光源元件(11, 12)和所述周期滤波器元件（30）之间的光路上的至少两个截止滤波器元件（21，22），其特征在于：所述周期滤波器元件（30）被布置在所述激光源元件(11, 12)和所述输出耦合器（40）之间，在从所述激光源元件(11, 12)到所述输出耦合器（40）的光路上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.16 EP 14165022.61.一种激光束发生装置（100），所述激光束发生装置（100）包括至少一个激光源元件(11,12)和外腔，所述外腔包括输出耦合器（40）和周期滤波器元件（30），其中，所述激光束发生装置（100）还包括各自布置在所述激光源元件(11,12)和所述周期滤波器元件（30）之间的光路上的至少两个截止滤波器元件（21，22），其特征在于：所述周期滤波器元件（30）被布置在所述激光源元件(11,12)和所述输出耦合器（40）之间，在从所述激光源元件(11,12)到所述输出耦合器（40）的光路上。2.如权利要求1所述的激光束发生装置，其中所述截止滤波器元件是具有不同截止波长的长通滤波器元件，每个所述长通滤波器元件都允许波长长于各自的截止波长的辐射通过，并且至少反射出波长短于所述各自的截止波长的辐射。3.如权利要求2所述的激光束发生装置，所述至少两个长通滤波器元件是冷光镜。4.如权利要求3所述的激光束发生装置，所述冷光镜包括电介质涂层。5.如任一前述权利要求所述的激光束发生装置，其中所述激光源元件和所述至少两个截止滤波器元件被布置在所述光路上从而所述激光源元件的光被辐照在所述至少两个截止滤波器元件中的第一截止滤波器元件上并且被所述第一截止滤波器元件反射至所述至少两个截止滤波器元件中的第二截止滤波器元件上...

【专利技术属性】
技术研发人员：法比奥·法拉里欧，巴斯蒂安·克鲁斯克，哈罗·弗里切，拉尔夫·科克，
申请(专利权)人：直接光电工业公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE