全光纤耦合气密封装小型非平面环形单频激光器制造技术

一种全光纤耦合气密封装小型非平面环形腔单频激光器，该器件包括具有气密焊接引出电极的管壳、温度控制器、激光晶体支撑板、测温器件、激光晶体、压电陶瓷、光学窗口、聚焦透镜、聚焦透镜架、准直透镜、准直透镜架、陶瓷插芯架、陶瓷插芯固定件、尾纤保护套、泵浦光纤、四分之一波片、二分之一波片、波片架、耦合透镜、耦合透镜架、位置调节件、保偏耦合光纤、永久磁铁、盖板。本发明专利技术通过对非金属件表面进行金属化后经金属焊接将多个零部件集成，实现小型化和全光纤耦合，并实现气密封装，可以精确温度控制和频率调谐。该发明专利技术具有结构紧凑、可靠性高、温度稳定性好、环境适应性强、使用方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电器件，特别是一种全光纤耦合气密封装小型固体激光器。
技术介绍
半导体激光器栗浦的固体激光器，相对于灯栗浦固体激光器具有光束质量好、效率高、可靠性高等优点，是目前常用的相干激光光源。传统全固态激光器，体积相对较大、温度稳定性差、力学性能差、不具备气密封装、栗浦光和耦合光通过较大机械结构进行螺丝固定。传统结构不适用较高力学、较宽温度范围应用环境，不适用于对频率稳定性、功率稳定性、噪声性能等要求较高的器件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有全固态激光器存在的不足，提供一种集激光晶体、温度控制器、测温器件、压电陶瓷、栗浦光光纤、保偏耦合光纤等于一体的全光纤耦合气密封装小型固体激光器，具有体积小、温控精度高、气密性好、使用方便、较高的抗力学性能和抗温度性能、长期可靠性高等优点。本专利技术的技术解决方案如下:—种全光纤耦合气密封装小型非平面环形单频激光器，特点在于其构成包括具有气密焊接引出电极的管壳、温度控制器、激光晶体支撑板、测温器件、激光晶体、压电陶瓷、入射光学窗口、出射光学窗口、聚焦透镜、聚焦透镜架、准直透镜、准直透镜架、第一陶瓷插芯架、第一陶瓷插芯固定件、第一尾纤保护套、第二陶瓷插芯架、第二陶瓷插芯固定件、第二尾纤保护套、栗浦光纤、波片架、四分之一波片、二分之一波片、耦合透镜架、耦合透镜、位置调节件、保偏耦合光纤122、盖板和永久磁铁；在所述的管壳的内部、由底面往上依次固定所述的温度控制器、激光晶体支撑板、测温器件、激光晶体和压电陶瓷，该压电陶瓷上方放置有与盖板固定连接的永久磁铁，以形成单频激光输出，所述的管壳通过所述的盖板实现气密封装，在该管壳上还分别设有入射光学窗口和出射光学窗口；所述的聚焦透镜固定在聚焦透镜架内孔上，且该聚焦透镜的焦点与所述的激光晶体的前腔面中心重合，所述的准直透镜固定在准直透镜架内孔上，所述的第一尾纤保护套、第一陶瓷插芯固定件、第一陶瓷插芯架、准直透镜架和聚焦透镜架依次连接，该聚焦透镜架固定在所述的管壳上，所述的栗浦光纤的陶瓷插芯端依次穿过所述的第一尾纤保护套和陶瓷插芯固定件，且该栗浦光纤的陶瓷插芯端的端面在所述的准直透镜的焦点处，所述的入射光学窗口、聚焦透镜和准直透镜同轴；所述的四分之一波片和二分之一波片设置在所述的波片架内孔中，所述的耦合透镜固定在耦合透镜架内孔中，所述的第二尾纤保护套、第二陶瓷插芯固定件、第二陶瓷插芯架、位置调节件、耦合透镜架和波片架依次连接，且该波片架固定在所述的管壳上，所述的保偏耦合光纤的的陶瓷插芯端依次穿过所述的第二尾纤保护套和第二陶瓷插芯固定件，该保偏耦合光纤的陶瓷插芯端的端面在所述的耦合透镜的焦点处，所述的出射光学窗口、四分之一波片、二分之一波片和耦合透镜同轴；栗浦光依次经过所述的栗浦光纤传输，准直透镜准直，聚集透镜聚焦，穿过入射光学窗口，聚焦在激光晶体的前腔面，经过激光晶体内部的非平面反射振荡形成输出激光，输出激光依次经过出射光学窗口，四分之一波片和二分之一波片，经过耦合透镜聚焦在保偏耦合光纤陶瓷插芯一端光纤端面，经保偏耦合光纤传输。所述的四分之一波片将输出光变为线偏光，二分之一波片旋转线偏光的偏振方向，使其一个方向与保偏耦合光纤的长轴或短轴对准。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术将栗浦光纤组件和保偏耦合光纤组件通过激光焊接同时固定在具有气密焊接引出电极的管壳上，减小了体积，实现了全光纤化耦合，分散栗浦激光器散热，提高对激光晶体的温控精度，进而提尚激光器性能。2、本专利技术将温度控制器、激光晶体、测温器件、压电陶瓷、永久磁铁集成到小型化气密壳体中，管壳插针通过陶瓷或玻璃焊接、光学窗口通过金属焊接或玻璃焊接、盖板通过平行缝焊或激光焊接实现真正的气密封装，减少了外界由于胶挥发、灰尘、水汽等对激光晶体表面的污染，提高了器件的环境适应性，温度稳定性和力学稳定性。【附图说明】图1为本专利技术实施例1的结构示意图；图2为本专利技术实施例2的结构示意图；图3为本专利技术实施例3的结构示意图；图4为本专利技术实施例4的结构示意图；【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明。先请参阅图1，图1为本专利技术实施例1的结构示意图，如图所示，一种全光纤耦合气密封装小型非平面环形单频激光器，包括具有气密焊接引出电极的管壳101、盖板、温度控制器102、激光晶体支撑板103、测温器件104、激光晶体105、压电陶瓷106、光学窗口 107、聚焦透镜108、聚焦透镜架109、准直透镜110、准直透镜架111、陶瓷插芯架112、陶瓷插芯固定件113、尾纤保护套114、栗浦光纤115、四分之一波片117、二分之一波片118、波片架116、耦合透镜120、耦合透镜架119、位置调节件121和保偏耦合光纤122。在所述的具有气密焊接引出电极的管壳101的内部，由底面往上依次焊接固定所述的温度控制器102、激光晶体支撑板103、测温器件104、激光晶体105和压电陶瓷106，该压电陶瓷106上方放置有与盖板固定连接的永久磁铁，以形成单频激光输出，所述的管壳101通过盖板实现气密封装，在该管壳101上分别设有入射光学窗口 107和出射光学窗口 107’。栗浦光纤组件主要包括聚焦透镜108、聚焦透镜架109、准直透镜110、准直透镜架111、陶瓷插芯架112、陶瓷插芯固定件113、尾纤保护套113、栗浦光纤115。所述的聚焦透镜108固定在聚焦透镜架109内孔上，且聚焦透镜108的焦点与所述的激光晶体105前腔面中心重合，所述的准直透镜110固定在准直透镜架111内孔上，所述的陶瓷插芯架112和陶瓷插芯固定件113、陶瓷插芯架112和准直透镜架111、准直透镜架111和聚焦透镜架109依次连接，该聚焦透镜架109固定在所述的管壳101上，栗浦光纤115的陶瓷插芯端穿过所述的尾纤保护套114和陶瓷插芯固定件113，使栗浦光纤115的陶瓷插芯端的端面在所述的准直透镜110的焦点处。栗浦光纤穿过陶瓷插芯固定件和陶瓷插芯架，通过激光焊接将陶瓷插芯固定件和陶瓷插芯架进行连接以固定栗浦光纤，准直透镜固定在准直透镜架内孔上，聚焦透镜固定在聚焦透镜架内孔上，通过轴向调节陶瓷插芯架将输出栗浦光纤组件陶瓷插芯一端光纤端面调节到准直透镜的焦点上，通过激光焊接将陶瓷插芯架与准直透镜架进行连接，构成准直组件，可以在外部对准直性能进行检测。将准直组件部分的准直透镜架插入聚焦透镜架内孔轴向调节位置，通过激光焊接将准直透镜架和聚焦透镜架进行固定连接，通过平面调节聚焦透镜架的两个方向，使栗浦光聚焦到激光晶体前腔面的中心。保偏耦合光纤组件主要包括:四分之一波片117、二分之一波片118、波片架116、耦合透镜120、耦合透镜架119、位置调节件121、保偏耦合光纤122。所述的四分之一波片117和二分之一波片118固定在连接壳体的波片架116内孔上，耦合透镜120固定在耦合透镜架119内孔上，波片架116和耦合透镜架119、耦合透镜架119和位置调节件121，位置调节件121和第二陶瓷插芯架112’，第二陶瓷插芯架112’和第二陶瓷插当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全光纤耦合气密封装小型非平面环形单频激光器，特征在于其构成包括晶体密封组件、泵浦光纤组件和保偏耦合光纤组件；所述的晶体密封组件包括具有气密焊接引出电极的管壳(101)、温度控制器(102)、激光晶体支撑板(103)、测温器件(104)、激光晶体(105)、压电陶瓷(106)、盖板和永久磁铁；在所述的管壳(101)的内部、由底面往上依次固定所述的温度控制器(102)、激光晶体支撑板(103)、测温器件(104)、激光晶体(105)和压电陶瓷(106)，该压电陶瓷(106)上方放置有与盖板固定连接的永久磁铁，以形成单频激光输出，所述的管壳(101)通过所述的盖板实现气密封装，在该管壳(101)上还分别设有入射光学窗口(107)和出射光学窗口(107’)；所述的泵浦光纤组件包括聚焦透镜(108)、聚焦透镜架(109)、准直透镜(110)、准直透镜架(111)、第一陶瓷插芯架(112)、第一陶瓷插芯固定件(113)、第一尾纤保护套(114)和泵浦光纤(115)；所述的聚焦透镜(108)固定在聚焦透镜架(109)内孔上，且该聚焦透镜(108)的焦点与所述的激光晶体(105)的前腔面中心重合，所述的准直透镜(110)固定在准直透镜架(111)内孔上，所述的第一尾纤保护套(114)、第一陶瓷插芯固定件(113)、第一陶瓷插芯架(112)、准直透镜架(111)和聚焦透镜架(109)依次连接，该聚焦透镜架(109)固定在所述的管壳(101)上，所述的泵浦光纤(115)的陶瓷插芯端依次穿过所述的第一尾纤保护套(114)和陶瓷插芯固定件(113)，且该泵浦光纤(115)的陶瓷插芯端的端面在所述的准直透镜(110)的焦点处，所述的准直透镜(110)、聚焦透镜(108)和入射光学窗口(107)同轴；所述的保偏耦合光纤组件包括第二陶瓷插芯架(112’)、第二陶瓷插芯固定件(113’)、第二尾纤保护套(114’)、波片架(116)、四分之一波片(117)、二分之一波片(118)、耦合透镜架(119)、耦合透镜(120)、位置调节件(121)、和保偏耦合光纤(122)；所述的四分之一波片(117)和二分之一波片(118)设置在所述的波片架(116)内孔中，所述的耦合透镜(120)固定在耦合透镜架(119)内孔中，所述的第二尾纤保护套(114’)、第二陶瓷插芯固定件(113’)、第二陶瓷插芯架(112’)、位置调节件(121)、耦合透镜架(119)和波片架(116)依次连接，且该波片架(116)固定在所述的管壳(101)上，所述的保偏耦合光纤(122)的的陶瓷插芯端依次穿过所述的第二尾纤保护套(114’)和第二陶瓷插芯固定件(113’)，该保偏耦合光纤(122)的陶瓷插芯端的端面在所述的耦合透镜(120)的焦点处，所述的出射光学窗口(107’)、四分之一波片(117)、二分之一波片(118)和耦合透镜(120)同轴。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢炎聪，周常河，韦春龙，余俊杰，李树斌，王津，李燕阳，李民康，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31