一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器制造技术

技术编号:21210273 阅读:33 留言:0更新日期:2019-05-25 05:08
本实用新型专利技术公开了一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,包括半导体激光泵浦源、非球面抛物面反射聚焦镜、4个90度转折柱面棱镜、180度转折柱面棱镜和平面收光端镜构成。通过4个转折棱镜对泵浦光进行90度的反射,然后通过非球面抛物面反射聚焦镜将反转的光聚焦在激光器的增益介质晶体上,从而实现多次对泵浦光的泵浦吸收。本实用新型专利技术的二极管泵浦源发出的光经过非球面准直透镜进入到非球面抛物面反射聚焦镜上,在通过90度棱镜多次折返后,光通过180度转折柱面棱镜将光返回再一次聚焦到增益介质晶体上,最后经过平面收光端镜收于腔体上,本实用新型专利技术设计的36冲程的柱面棱镜全反射碟片激光器,实现碟片激光器的高效率出光。

A Cylindrical Prism Total Reflection Multi-Stroke Pumped Absorption Disk Laser

The utility model discloses a cylindrical prism total reflection multi-stroke pumped absorption disk laser, which comprises a semiconductor laser pump source, an aspheric parabolic reflection focusing mirror, four 90-degree turning cylindrical prisms, a 180-degree turning cylindrical prism and a plane receiving end mirror. Four turning prisms are used to reflect the pump light 90 degrees, and then the inverted light is focused on the gain medium crystal of the laser through the aspheric parabolic reflector focusing lens, so that the pump light can be absorbed many times. The light emitted by the diode pump source of the utility model enters the aspheric parabolic reflector focusing mirror through the aspheric collimating lens. After multiple turns of the 90-degree prism, the light returns to the gain medium crystal through the 180-degree turning prism, and finally receives to the cavity through the plane receiving end mirror. The 36-stroke cylindrical prism reflexive focusing mirror designed by the utility model is totally reflexive. Disc laser is used to achieve high efficiency output of disc laser.

【技术实现步骤摘要】
一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器
本技术属于激光
,特别涉及一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器。
技术介绍
随着高功率半导体激光器功率的不断提高,半导体泵浦固体激光增益介质的全固体固体激光器得到了飞速的发展。碟片激光器则由于激光晶体的热梯度沿着晶体的轴向方向,并且与输出激光的轴向平行,从而有效地减小了晶体表面的热效应改善了输出激光的光束质量,实现了固体激光器高平均功率,高工作效率,高光束质量,高峰值功率。但是,传统的固体激光器工作物质的形状为棒状或板条,而碟片激光器的工作物质厚度仅仅为0.3-05mm,这种泵浦方式很大程度上解决了固体激光器的晶体热效应问题。尽管碟片晶体的厚度非常很薄,但是增益晶体的吸收效率非常低,这大幅度的限制了碟片激光器的光光转化效率。本文基于提高泵浦吸收效率出发,设计了一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,这种设计直接将泵浦吸收效率提高到了94%,是非常实用的泵浦抽运结构。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,以解决上述
技术介绍
中提出的固体激光器的效率问题。为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,包括:非球面准直透镜,所述非球面准直透镜一端设有二极管泵浦源,另一端连接在安装平板上,在远离所述安装平板的一端设有非球面抛物面反射聚焦镜,所述非球面准直透镜与所述安装平板的连接处设有泵浦光入射孔,所述安装平板中部设有增益介质晶体,所述泵浦光入射孔设置于增益介质晶体的正上方,所述泵浦光入射孔一侧设有两个高高度90度棱镜,另一侧紧贴设有平面收光端镜,所述平面收光端镜一侧设有两个低高度90度棱镜,所述两个高高度90度棱镜之间设有180度转折柱面棱镜。优选的,所述增益介质晶体和非球面抛物面反射聚焦镜共轴设置,且所述增益介质晶体的背面焊接在冷却设备上;所述非球面抛物面反射聚焦镜中间设有孔用于输出激光,所述的孔内设有输出V型腔耦合镜,所述输出V型腔耦合镜外侧设有V型腔高反镜,所述V型腔高反镜镀有输出激光的高反膜。优选的,所述低高度90度棱镜、高高度90度棱镜、180度转折柱面棱镜的底面、平面收光端镜和增益介质晶体共面设置,且与非球面抛物面反射聚焦镜相对设置。优选的,所述180度转折柱面棱镜的入射光和出射光的光斑在非球面抛物面反射聚焦镜上对称分布,所述180度转折柱面棱镜的入射面和非球面抛物面反射聚焦镜的背面共面,且入射光从所述180度转折柱面棱镜的中心入射。优选的,所述低高度90度棱镜、高高度90度棱镜是两对柱面镜,两对各互相成90度,且具有高度差。优选的,所述低高度90度棱镜、高高度90度棱镜可以是两对分别连接在一起,也可以是个单独构成的柱面棱镜。与现有技术相比,本技术的有益效果是:1)通过非球面抛物面反射聚焦镜、低高度90度棱镜、高高度90度棱镜和180度转折柱面棱镜可以实现对泵浦光束的18次转折,36次吸收;2)180度转折柱面棱镜加工简单、成本低廉、通过全反射转折光束不会损失泵浦光的能量;3)非球面抛物面反射聚焦镜对泵浦光可以得到相对较小的球差,提高了增益介质晶体上光斑的分布均匀性,提高激光的光束质量;4)二极管泵浦源发出的光经过非球面准直透镜进入到非球面抛物面反射聚焦镜上,在通过90度棱镜多次折返后,光通过180度转折柱面棱镜将光返回再一次聚焦到增益介质晶体上,最后经过平面收光端镜收于腔体上,本技术设计的36冲程的柱面棱镜全反射碟片激光器,实现碟片激光器的高效率出光。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术结构示意图;图2是本技术实施的是4个90度棱镜结构示意图;图3是本技术V型腔耦合镜结构示意图;图4是本技术180度转折柱面棱镜结构示意图;图5是泵浦光斑在非球面抛物面反射聚焦镜上的分布图。图中1.二极管泵浦源;2.非球面准直透镜;3.低高度90度棱镜;4.高高度90度棱镜,5.增益介质晶体;6.180度转折柱面棱镜;7.平面收光端镜;8.非球面抛物面反射聚焦镜;9.V型腔高反镜;10.V型腔耦合镜。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本技术的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本技术所保护的范围。请参阅图1-4,本技术提供的一种实施例:一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,包括:非球面准直透镜2,所述非球面准直透镜2一端设有二极管泵浦源1,另一端连接在安装平板上,在远离所述安装平板的一端设有非球面抛物面反射聚焦镜8,所述非球面准直透镜2与所述安装平板的连接处设有泵浦光入射孔,所述安装平板中部设有增益介质晶体5,所述泵浦光入射孔设置于增益介质晶体5的正上方,所述泵浦光入射孔一侧设有两个高高度90度棱镜4,另一侧紧贴设有平面收光端镜7,所述平面收光端镜7一侧设有两个低高度90度棱镜3,所述两个高高度90度棱镜4之间设有180度转折柱面棱镜6。如图4所示,180度转折柱面棱镜6,棱镜的材料选用折射率大为1.743的S-LAM60玻璃材料,其全反射角度为36度,图中柱面棱镜的角度为45度。所述增益介质晶体和非球面抛物面反射聚焦镜8共轴设置,且所述增益介质晶体的背面焊接在冷却设备上;所述非球面抛物面反射聚焦镜8中间设有孔用于输出激光,所述的孔内设有输出V型腔耦合镜10,所述输出V型腔耦合镜10外侧设有V型腔高反镜9,所述V型腔高反镜9镀有输出激光的高反膜。如图3所示,在非球面抛物面反射聚焦镜8的右侧,增加一个V型腔高反镜9,所述V型腔高反镜9镀有输出激光的高反膜,其上设有一个输出V型腔耦合镜10,二者构成了V型腔薄片激光器。所述低高度90度棱镜3、高高度90度棱镜4、180度转折柱面棱镜6的底面、平面收光端镜7和增益介质晶体5共面设置,且与非球面抛物面反射聚焦镜8相对设置。所述180度转折柱面棱镜6的入射光和出射光的光斑在非球面抛物面反射聚焦镜8上对称分布,所述180度转折柱面棱镜6的入射面和非球面抛物面反射聚焦镜8的背面共面,且入射光从所述180度转折柱面棱镜6的中心入射。所述低高度90度棱镜3、高高度90度棱镜4是两对柱面镜,两对各互相成90度,且具有高度差。所述低高度90度棱镜3、高高度90度棱镜4可以是两对分别连接在一起,也可以是4个单独构成的柱面棱镜。如图1所示,1为碟片激光器的二极管泵浦源,从二极管发出来的泵浦光束经过非球面准直透镜2对泵浦光进行准直,经过非球面准直透镜2准直的泵浦光通过非球面抛物面反射聚焦镜8将泵浦光汇聚到增益介质晶体5上;增益介质晶体5的前表面需要镀泵浦光和输出激光的增透膜,后表面需要镀泵浦光和输出光的高反膜;对泵浦光2次吸收后,泵浦光则会反射到非球面抛物面反射聚焦镜8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,其特征在于包括:非球面准直透镜,所述非球面准直透镜一端设有二极管泵浦源,另一端连接在安装平板上,在远离所述安装平板的一端设有非球面抛物面反射聚焦镜,所述非球面准直透镜与所述安装平板的连接处设有泵浦光入射孔,所述安装平板中部设有增益介质晶体,所述泵浦光入射孔设置于增益介质晶体的正上方,所述泵浦光入射孔一侧设有两个高高度90度棱镜,另一侧紧贴设有平面收光端镜,所述平面收光端镜一侧设有两个低高度90度棱镜,所述两个高高度90度棱镜之间设有180度转折柱面棱镜。

【技术特征摘要】
1.一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,其特征在于包括:非球面准直透镜,所述非球面准直透镜一端设有二极管泵浦源,另一端连接在安装平板上,在远离所述安装平板的一端设有非球面抛物面反射聚焦镜,所述非球面准直透镜与所述安装平板的连接处设有泵浦光入射孔,所述安装平板中部设有增益介质晶体,所述泵浦光入射孔设置于增益介质晶体的正上方,所述泵浦光入射孔一侧设有两个高高度90度棱镜,另一侧紧贴设有平面收光端镜,所述平面收光端镜一侧设有两个低高度90度棱镜,所述两个高高度90度棱镜之间设有180度转折柱面棱镜。2.根据权利要求1所述的一种柱面棱镜全反射多冲程泵浦吸收碟片激光器,其特征在于:所述增益介质晶体和非球面抛物面反射聚焦镜共轴设置,且所述增益介质晶体的背面焊接在冷却设备上;所述非球面抛物面反射聚焦镜中间设有孔用于输出激光,所述的孔内设有输出V型腔耦合镜,所述输出V型腔耦合镜外侧设有V型腔高反镜,所述V型腔高反镜镀有输出激光的高反膜...

【专利技术属性】
技术研发人员:何龙欧阳广闻田海军梁其鹏
申请(专利权)人:四川长虹电器股份有限公司
类型:新型
国别省市:四川,51

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