一种平凹腔被动调Q激光器制造技术

本实用新型专利技术公开一种平凹腔被动调Q激光器。所述平凹腔被动调Q激光器包括泵浦系统，与泵浦系统依次光耦合的准直镜、聚焦镜、谐振腔，所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光耦合的反射镜、增益组件、被动调Q晶体和输出镜；所述输出镜出光面依次耦合有非线性晶体和扩束镜；所述泵浦系统包括泵浦源，给泵浦源供电并提供制冷、为非线性晶体提供温度控制的驱动源；所述反射镜、输出镜中至少一个为凹面镜。本实用新型专利技术可以加快实现稳定的激光输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及激光
，尤指一种平凹腔被动调Q激光器。
技术介绍
自激光问世W来，激光加工技术就受到人们的重视，至今激光加工技术已成为先 进制造技术的重要组成部分。由于激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控 制性良好等一系列优点，目前它已广泛应用于材料加工等领域，针对于激光微加工，材料标 记等领域的激光器主要有红外激光器、绿光激光器、紫外光激光器。但现有的激光器较为复 杂，主要采用声光或电光调Q的固体激光器倍频来实现的，成本也较高。 专利文献CN2781607A于2006年05月17日公开了一种采用平面反射的激光器， 可用于电光调Q的免调试固体激光器，它包括激光椿、前反射镜、角锥棱镜、电光Q开关，在 后反射镜的角锥棱镜的角顶放置在激光椿的轴线上，在角锥棱镜与前反射镜之间包含电光 Q开关、偏振镜和激光椿，其中偏振镜作为禪合输出镜，在腔内可放置波片。该激光器具有体 积小、重量轻，效率高，抗失调能力强，稳定性高，不但适合于被动调Q，而且适合于主动电光 调Q，便于实现标准化、组件化、系列化，可W广泛应用于军事、工业加工、医疗、科研等领域。 该专利文献代表的现有技术采用平平腔被动调Q，激光器的热稳定性差，达到稳定 工作状态时间比较长。在激光器工作初始状态，由于增益晶体的热透镜效应需一定的平衡 时间，平平腔在该个时间内不能实现稳定输出，影响最终的工作效果，比如激光打标书写一 个字的时候，初始的笔画不清晰，稳定后的标记笔画才清晰。平平腔的失调灵敏度高，在运 输或工作过程中的震动有可能会影响平平腔的平行度，进而影响激光器的输出效果。【
技术实现思路
】 本技术提供一种加快实现稳定的激光输出的平凹腔被动调Q激光器。 本技术的目的是通过W下技术方案来实现的： 一种平凹腔被动调Q激光器，包括累浦系统，与累浦系统依次光禪合的准直镜、聚 焦镜、谐振腔，其特征在于，所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光禪合的反射镜、增益组 件、被动调Q晶体和输出镜；所述输出镜出光面禪合有非线性晶体；所述累浦系统包括累浦 源，给累浦源供电的驱动源；所述反射镜、输出镜中至少一个为凹面镜；凹面的曲率半径范 围为 50mm-1000mm。[000引进一步，增益组件的入光面锻膜，形成所述反射镜；所述输出镜为凹面镜。 进一步，所述增益组件为单增益的增益晶体，所述非线性晶体为二倍频晶体；所述 反射镜采用凹面镜，所述被动调Q晶体出光面一端锻有半反半透膜，形成所述输出镜，所述 第一增益晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体采用透明胶材胶合或利用分子键合的方式固定。 进一步，所述反射镜为凹面镜，输出镜为平面镜；或者，所述反射镜为平面镜，输出 镜为凹面镜；或者，所述反射镜和输出镜均为凹面镜。 进一步，所述凹面的曲率半径范围为300-500mm。 进一步，所述被动调Q晶体的透过率范围为50% -95%。 进一步，所述增益组件为单增益的增益晶体，所述非线性晶体为二倍频晶体，所述 第一增益晶体的材质为Nd;YAG晶体，Nd;YV04晶体，Nd;GGG晶体，Nd;YLF晶体，Nd:GdV04 晶体，Nd:YAP晶体或Nd:Luv04晶体中的任意一种；所述被动调Q晶体为化:YAG晶体， &:ZnS晶体，Sesam晶体或V:YAG晶体中的任意一种；所述累浦源为连续半导体激光 器或脉冲半导体激光器，当累浦源为脉冲半导体激光器时，其中屯、波长为808nm±5nm， 880nm±5nm，885nm±5nm、915nm±5nm、940nm±5nm中的一种或W上任意两种波长的组合。 进一步，所述增益组件包括两种不同性质的增益晶体，分别为采用各项同性、高上 能级寿命和高储能材质的第一增益晶体和采用具备偏振特性材质的第二增益晶体；所述第 一增益晶体和第二增益晶体光禪合。 进一步，所述第一增益晶体为Nd;YAG晶体或Nd;YAG陶瓷晶体或YAG与Nd:YAG的 键合或胶合的晶体，第二增益晶体为Nd;YV04晶体或YV04与Nd;YV04的键合或胶合的晶 体；或者，第一增益晶体为Nd;YV04晶体或YV04与Nd;YV04的键合或胶合的晶体，第二增 益晶体为Nd;YAG晶体或Nd;YAG陶瓷晶体或YAG与Nd:YAG的键合或胶合的晶体，第一增益 晶体的出光面相距第二增益晶体的入光面距离小于10mm; 或者，所述第一增益晶体为所述第一增益晶体为Nd;YAG晶体，其Nd离子的渗杂 浓度为0. 2% -2%，第二增益晶体为Nd;YV04晶体，其Nd离子的渗杂浓度为0. 1% -3%， 或者，第一增益晶体为Nd;YV04晶体其Nd离子的渗杂浓度为为0. 1 % -2%，第一增益晶体 (10)为Nd;YAG晶体，其Nd离子的渗杂浓度为0. 2 % -3 % ; 所述被动调Q晶体为化:YAG、V:YAG、半导体饱和吸收体、石墨締中的任意一种，被 动调Q晶体的初始透过率为10% -95% ;[001引所述累浦源为连续半导体激光器或脉冲半导体激光器，当累浦源为光纤禪合输出 的脉冲半导体激光器时，其中屯、波长为808皿±5皿，880皿±5皿，885皿±5皿中的一种或 W上任意两种波长的组合；激光器壳体体积小于80x80x430mm3,其横截面积小于80x80mm2， 长度小于430mm。 一种如本技术所述的平凹腔被动调Q激光器的激光产生方法，包括步骤： 累浦系统发出累浦光通过传能光纤输出到激光头的准直镜； 通过增益组件产生粒子数反转，发生自发福射； 在反射镜和输出镜组成的至少带一个凹面镜的谐振腔反馈作用下，产生受激福 射； 在被动调Q晶体的作用下产生红外脉冲激光； 输出镜输出红外脉冲激光，再经过非线性晶体产生单一波长的激光。 目前所有的技术方案的反射镜和输出镜都采用的是平面结构，即其构成的谐振 腔为平平腔。图7所示为平平腔中，腔内的光斑半径随热透镜焦距的变化的曲线示意图； 该谐振腔的腔长为70mm，可W看出当热焦距从5000mm变化到80mm时，腔内的光斑半径从 0. 42mm变化到0. 12mm，变化范围比较大。而本技术反射镜、输出镜中至少一个为凹面 镜，形成的为平凹腔，如图8所示，凹面镜R= 500mm，腔长也为70mm，腔内的光斑半径从 0. 25mm变化到0. 11mm，相对平平腔其光斑变化较小，对热效应不敏感。热焦距与累浦功率 的关系如下： 5Pi"=nPp皿p[002引其中n为热转换率，Pp胃为累浦功率。【附图说明】图1是本技术实施例十二平凹腔被动调Q激光器的原理示意图； 图2是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第一示意图； 图3是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第二示意图；图4是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第S示意图；图5是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第四示意图；图6是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第五示意图； 图7是现有的平平腔腔内的光斑半径随热透镜焦距的变化的曲线示意图；图8是本技术平凹腔腔内的光斑半径随热透镜焦距的变化的曲线示意当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平凹腔被动调Q激光器，包括泵浦系统，与泵浦系统依次光耦合的准直镜、聚焦镜、谐振腔，其特征在于，所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光耦合的反射镜、增益组件、被动调Q晶体和输出镜；所述输出镜出光面耦合有非线性晶体；所述泵浦系统包括泵浦源，给泵浦源供电的驱动源；所述反射镜、输出镜中至少一个为凹面镜；凹面的曲率半径范围为50mm‑1000mm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，孙冰，
申请(专利权)人：李斌，孙冰，
类型：新型
国别省市：天津;12