本公开揭示一种连续和脉冲叠加式单光束固体激光器，所述激光器将Nd：YAG晶体同时产生的946nm、1064nm和1319nm三种波长的非偏振受激辐射荧光经偏振元件分解为相应波长的s‑偏振受激荧光和p‑偏振受激辐射荧光。在利用电动平移台调整反射镜和输出镜所构成的多组复合第一谐振腔、第二谐振腔内，相应波长的s‑偏振受激荧光和p‑偏振受激辐射荧光分别完成振荡放大，实现相应波长的s‑偏振连续激光和p‑偏振脉冲激光同时输出和同方向叠加合束，可以分别获得三种波长且具有连续加脉冲特性的激光束，此类激光束可提高激光钻孔、激光打标、激光刻线等加工技术效率。本公开的激光器结构紧凑、运行可靠，具有很强的实用性。
【技术实现步骤摘要】
本公开涉及激光
，具体涉及一种可实现三种波长输出的连续/脉冲叠加式单光束固体激光器。
技术介绍
目前，激光钻孔、激光打标已经广泛地应用于各类精密工业加工领域。为了提高激光钻孔、激光打标效率，人们依靠大功率的连续激光照射材料并使其熔化的同时，依靠窄脉冲宽度、高峰值功率的脉冲激光使处于熔覆状态的辐照区域材料溅射和汽化，从而实现快速、高效的激光钻孔、激光打标。目前传统方法是将一台连续输出的激光器与一台脉冲输出的激光器进行组合，将连续激光与脉冲激光进行空间叠加合束，产生具有单光束形式的连续\\脉冲叠加激光束。此类方法虽然能够具有两种特性的激光束可控、能够获得稳定的连续\\脉冲叠加式激光束的优点，但是由于使用两台激光器，造成系统的成本高昂、体积庞大、运行复杂、激光波长固定单一，限制了它在激光加工领域的应用范围。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开提供一种基于复合谐振腔结构、能够输出连续/脉冲叠加式单光束固体激光器。所述连续/脉冲叠加式单光束固体激光器包括：第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜、第二类平面输出镜，其中：所述第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜形成第一谐振腔；所述第一类平凹反射镜、第二类平面输出镜形成第二谐振腔；所述第一偏振元件(7)位于第一类平凹反射镜与第二类平面输出镜之间，三者的光心在一条直线上；在第一偏振元件(7)和第二类平面输出镜之间有Q开关(12)，三者的光心在一条直线上；所述第一类平凹反射镜(1)与第一偏振元件(7)之间有受激辐射光源，用于产生非偏振受激辐射荧光；所述非偏振受激辐射荧光经第一偏振元件(7)分解为s-偏振受激荧光和p-偏振受激辐射荧光；所述s-偏振受激辐射荧光经第一谐振腔振荡放大后输出s-偏振连续激光；所述p-偏振受激辐射荧光经Q开关(12)调制，在第二谐振腔内振荡放大后输出p-偏振脉冲激光；所述s-偏振连续激光与p-偏振脉冲激光在相同传播方向上重合叠加。进一步地，所述第一类平凹反射镜的曲率半径为1000nm，包括第一平凹反射镜(1)、第二平凹反射镜(2)、第三平凹反射镜(3)，其中：所述第一平凹反射镜(1)的平面镀制0°入射1064nm、1319nm波长的双色增透膜，其凹面镀制0°入射946nm波长的高反膜和1064nm、1319nm波长的双色增透膜；所述第二平凹反射镜(2)的平面不镀膜，其凹面镀制0°入射的1064nm波长的高反膜；所述第三平凹反射镜(3)的平面镀制0°入射1064nm波长的增透膜，其凹面镀制0°入射1319nm波长的高反膜和1064nm波长的增透膜。进一步地，所述第一类平面输出镜包括第一输出镜(8)、第二输出镜(9)、第三输出镜(10)，其中：所述第一输出镜(8)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射946nm波长的部分反射膜和1064nm、1319nm波长的双色增透膜，其另一平面镀制0°入射946nm、1064nm、1319nm波长的三色增透膜；所述第二输出镜(9)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射1064nm波长的部分反射膜，其另一平面镀制0°入射1064nm波长的增透膜；所述第三输出镜(10)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射1319nm波长的部分反射膜和1064nm波长的增透膜，其另一平面镀制0°入射1064nm、1319nm波长的双色增透膜。进一步地，所述第二类平面输出镜包括第四输出镜(13)、第五输出镜(14)、第六输出镜(15)，其中：所述第四输出镜(13)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射946nm部分反射膜和1064nm、1319nm波长的双色增透膜，其另一平面镀制0°入射946nm、1064nm、1319nm波长的三色增透膜；所述第五输出镜(14)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射1064nm部分反射膜，其另一平面镀制0°入射的1064nm波长的增透膜；所述第六输出镜(15)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射1319nm部分反射膜和1064nm波长的增透膜，其另一平面镀制0°入射1064nm、1319nm波长的双色增透膜。进一步地，所述第一类平凹反射镜位于第一电动平移台(4)上，第一类平面输出镜位于在第二电动平移台(11)上，第二类平面输出镜位于在第三电动平移台(16)上；所述第一类平凹反射镜、第一类平面输出镜、第二类平面输出镜的位置均能够通过其所在的电动平移台沿垂直于对应光路的同一直线方向调节。进一步地，所述调Q元件为声光晶体(12)。进一步地，所述s-偏振连续激光经第一类平面输出镜输出后，依次经第二偏振元件(17)、第三偏振元件(18)、第四偏振元件(19)反射，与经第四偏振元件(19)全透射的p-偏振脉冲激光在相同传播方向上重合叠加。进一步地，所述s-偏振连续激光在所述第二偏振元件(17)、第三偏振元件(18)、第四偏振元件(19)上的入射角均为56.7°。进一步地，所述p-偏振脉冲激光在所述第四偏振元件(19)上的入射角为56.7°。进一步地，所述受激辐射光源包括Nd：YAG晶体棒(5)、半导体激光侧泵模块(6)，其中：所述Nd：YAG晶体棒(5)为激光增益介质，在吸收半导体激光侧泵模块(6)的半导体激光能量后，同时产生946nm、1064nm和1319nm三种波长非偏振受激辐射荧光。与现有技术相比，本公开的激光器具备以下优点：1)将p-偏振脉冲激光谐振腔和s-偏振连续激光谐振腔组成一个复合折叠型谐振腔，并利用第一偏振元件进行分光，实现同波长的p-偏振脉冲激光和s-偏振连续激光同时振荡输出。2)采用Nd：YAG晶体棒和半导体激光侧泵模块作为受激辐射光源，能够同时产生946nm、1064nm和1319nm三种波长的非偏振受激辐射荧光，并利用电动平移台调整反射镜和输出镜，可以构成多组谐振腔，实现三种波长的p-偏振脉冲激光和与其同波长的s-偏振连续激光同时输出。3)依次以56.7°布儒斯特角第二偏振元件、第三偏振元件和第四偏振元件反射的s-偏振连续激光和经过第四偏振元件以56.7°布儒斯特角透射且波长相同的p-偏振脉冲激光它们相同传播方向上实现叠加式合束，使得激光器结构紧凑，并能够产生具有单光束形式的连续\\脉冲叠加激光束，从而解决了两台同波长的激光器完成叠加式合束所造成的成本高昂、体积庞大、运行复杂、激光波长固定单一的问题，具有很强的实用性。附图说明图1为本公开一个实施例中关于连续/脉冲叠加式单光束固体激光器结构示意图；其中：1、第一平凹反射镜；2、第二平凹反射镜；3、第三平凹反射镜；4、第一电动平移台；5、Nd：YAG晶体棒；6、半导体激光侧泵模块；7、第一偏振元件；8、第一输出镜；9、第二输出镜；10、第三输出镜；11、第二电动平移台；12、调Q元件；13、第四输出镜；14、第五输出镜；15、第六输出镜；16、第三电动平移台；17、第二偏振元件；18、第三偏振元件；19、第四偏振元件。具体实施方式下面结合图1阐述连续/脉冲叠加式单光束固体激光器。激光器在使用同一受激辐射光源的前提下，通过变换反射镜和输出镜，可以组成多组谐振腔。每组谐振腔包括第一谐振腔和第二谐振腔。第一谐振腔由第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出本文档来自技高网...
【技术保护点】
连续/脉冲叠加式单光束固体激光器，其特征在于，所述激光器包括：第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜、第二类平面输出镜，其中：所述第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜形成第一谐振腔；所述第一类平凹反射镜、第二类平面输出镜形成第二谐振腔；所述第一偏振元件(7)位于第一类平凹反射镜与第二类平面输出镜之间，三者的光心在一条直线上；在第一偏振元件(7)和第二类平面输出镜之间有Q开关(12)，三者的光心在一条直线上；所述第一类平凹反射镜(1)与第一偏振元件(7)之间有受激辐射光源，用于产生非偏振受激辐射荧光；所述非偏振受激辐射荧光经第一偏振元件(7)分解为s‑偏振受激荧光和p‑偏振受激辐射荧光；所述s‑偏振受激辐射荧光经第一谐振腔振荡放大后输出s‑偏振连续激光；所述p‑偏振受激辐射荧光经Q开关(12)调制，在第二谐振腔内振荡放大后输出p‑偏振脉冲激光；所述s‑偏振连续激光与p‑偏振脉冲激光在相同传播方向上重合叠加。
【技术特征摘要】
1.连续/脉冲叠加式单光束固体激光器，其特征在于，所述激光器包括：第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜、第二类平面输出镜，其中：所述第一类平凹反射镜、第一偏振元件(7)、第一类平面输出镜形成第一谐振腔；所述第一类平凹反射镜、第二类平面输出镜形成第二谐振腔；所述第一偏振元件(7)位于第一类平凹反射镜与第二类平面输出镜之间，三者的光心在一条直线上；在第一偏振元件(7)和第二类平面输出镜之间有Q开关(12)，三者的光心在一条直线上；所述第一类平凹反射镜(1)与第一偏振元件(7)之间有受激辐射光源，用于产生非偏振受激辐射荧光；所述非偏振受激辐射荧光经第一偏振元件(7)分解为s-偏振受激荧光和p-偏振受激辐射荧光；所述s-偏振受激辐射荧光经第一谐振腔振荡放大后输出s-偏振连续激光；所述p-偏振受激辐射荧光经Q开关(12)调制，在第二谐振腔内振荡放大后输出p-偏振脉冲激光；所述s-偏振连续激光与p-偏振脉冲激光在相同传播方向上重合叠加。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，优选的，所述第一类平凹反射镜的曲率半径为1000nm，包括第一平凹反射镜(1)、第二平凹反射镜(2)、第三平凹反射镜(3)，其中：所述第一平凹反射镜(1)的平面镀制0°入射1064nm、1319nm波长的双色增透膜，其凹面镀制0°入射946nm波长的高反膜和1064nm、1319nm波长的双色增透膜；所述第二平凹反射镜(2)的平面不镀膜，其凹面镀制0°入射的1064nm波长的高反膜；所述第三平凹反射镜(3)的平面镀制0°入射1064nm波长的增透膜，其凹面镀制0°入射1319nm波长的高反膜和1064nm波长的增透膜。3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于：所述第一类平面输出镜包括第一输出镜(8)、第二输出镜(9)、第三输出镜(10)，其中：所述第一输出镜(8)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射946nm波长的部分反射膜和1064nm、1319nm波长的双色增透膜，其另一平面镀制0°入射946nm、1064nm、1319nm波长的三色增透膜；所述第二输出镜(9)靠近第一偏振元件(7)的平面镀制0°入射1064nm波长的部分反射膜，其另一平面镀制0°入射1064nm波长的增透膜；所述第三输出镜(10)靠近第一偏振元件(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，白冰，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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