具有盘形激光活性介质的光学组件制造技术

本发明专利技术涉及一种光学组件(1)，包括：盘形激光活性介质(2)、偏转装置(3)，其具有多个镜元件(6)，在所述镜元件上构成用于偏转激光射束(5)的镜面，以及具有基体(7)，在所述基体上固定所述镜元件(6)，其中，所述镜元件(6)的镜面(F2,F3,F4,F5,...)这样地定向，使得所述激光射束(5)从相应的镜面(F3；F5,...)经由所述盘形激光活性介质(2)偏转到另一镜面(F4；F6,...)。所述镜元件(6)一体地构造或整体式接合，并且具有相对于中轴线(11)优选旋转对称地构造的连接区段(12)，所述连接区段通过材料锁合连接或直接连接与所述基体(7)固定地连接。

Optical Module with Disc Laser Active Medium

The invention relates to an optical component (1), comprising a disc laser active medium (2) and a deflection device (3), which has a plurality of mirror elements (6), a mirror surface for deflecting a laser beam (5) on the mirror element, and a matrix (7) on which the mirror elements (6) are fixed, in which the mirror surfaces (F2, F3, F4, F5,...) of the mirror element (6) are directed so as to cause the excitation. The light beam (5) is deflected from the corresponding mirror (F3; F5,...) to another mirror (F4; F6,...) via the disc laser active medium (2). The mirror element (6) is integrally constructed or integratively joined, and has a connecting section (12) preferred to rotate symmetrically constructed relative to the central axis (11), which is fixedly connected with the matrix (7) by material locking connection or direct connection.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有盘形激光活性介质的光学组件
本专利技术涉及一种光学组件，例如光学放大器组件，尤其(线性)盘式(盘也称为碟片)激光放大器，包括：盘形激光活性介质；具有多个镜元件以及基体的偏转装置，在所述镜元件上构成用于偏转激光射束的镜面，在所述基体上固定所述镜元件，其中，镜元件的镜面这样地定向，使得激光射束从各一镜面经由盘形激光活性介质偏转到另一镜面。因此，镜元件成对地布置，激光射束经由盘形激光活性介质在所述镜元件的镜面之间被偏转。
技术介绍
在由A.Antognini等人，EEE量子电子学报，第45卷，第5期，2009年8月的文章“Thin-DiskYb:YAGOscillator-AmplifierLaser,ASEandEffectiveYb:YAGLifetime”中描述了一种多通道盘式激光放大器，其中，使用24个平面镜构成的阵列，以便将激光射束偏转到激光盘。这些镜布置在共同的基板上并且每个单个镜的取向可以被单独地改变，以便在激光射束每次穿过激光盘时单独地匹配激光射束的射束走势。在由J.Tümmler等人，光学通讯，第34卷，第9期，2009年5月1日的文章“High-repetition-ratechirped-pulse-amplificationthin-disklasersystemwithjoule-levelpulseenergy”中描述了一个多通道放大器，其中，使用7x4的镜阵列用于偏转激光射束，其中，这些镜同样布置在一个共同的基板上并且可以被单独地调准。由US7,463,667B2已知一种具有固态激光放大器材料模块(LGM模块)以及多通道共振器的激光系统，该多通道共振器具有多对中继镜，每对中继镜具有第一镜和第二镜。激光射束在LGM模块和多对中继镜的每对上的相同位置之间来回反射。LGM模块和共振器安放在共振器壳体中，并且多个镜保持在保持组件中，该保持组件维持镜相对彼此和相对于LGM模块的定向和定位，以便实现激光射束在镜对和LGM模块之间正确地来回反射。呈盘式激光放大器或盘式激光器形式的光学放大器组件具有厚度小的盘形激光活性介质(激光盘)。在这样的呈线性盘式激光放大器、即不通过共振器进行反馈的激光放大器形式的光学组件中——如在再生放大器中是这样，激光射束应当被放大到更高的功率且在脉冲辐射的情况下被放大到更高的脉冲能量。在穿过激光盘时的相对低的放大通常要求多的穿过激光盘的次数。通常借助相对长的射束路径实现多的穿过次数。线性盘式放大器尤其适用于在高功率范围和短脉冲或超短脉冲范围中的缩放，因为通过在整个盘式激光放大器中的大的射束直径能够在仅较小的光学像差的情况下实现低强度和非线性。然而，由于长的射束路径和用于实现穿过激光盘的相对大量的光学部件，呈盘式激光放大器形式的光学放大器组件对于未调准是敏感的。在US7,817,704B2中描述了一种整体式激光器，该整体式激光器具有沿着其轴线延伸的支承件，在该支承件上支承有可绕轴线旋转的可调准元件。可调准元件能够可旋转地支承在构造为V形块的支承件中。替代地，例如呈镜形式的可调准元件可以具有成型为球面的底部，并且支承件的基底可以包括用于接收可调准元件的、成型为球面的槽口。由EP2816386A1已知一种具有光学元件的光学组件，所述光学元件通过至少一个保持元件粘附到基体上，其中，光学元件通过在光学元件侧弯曲的接合侧和/或在保持元件侧弯曲的接合侧沿着接触线直接贴靠在彼此上并且借助胶粘剂胶粘，该胶粘剂被引入在接合侧之间的接触线旁存在的至少一个接缝中。在WO2012/013512A1中描述了一种具有基板的光学组件，该基板包括一凹部，该凹部带有具有支承区域的壁，以及包括光学保持装置，该光学保持装置保持光学元件并且具有带有接触区域的下侧。在光学保持装置的下侧和凹部的底部之间形成空腔，在该空腔中填充有可硬化的胶粘剂，该胶粘剂用于固定光学保持装置。通过附加的钎焊或点焊或点激光熔焊，可以实现改进光学保持装置的固定。
技术实现思路
本专利技术所基于的任务是，提供一种光学组件，尤其呈(线性的)盘式激光放大器形式的光学组件，在所述光学组件中存在的未调准风险低。该任务根据本专利技术通过开头所述类型的光学组件来解决，所述光学组件例如呈光学放大器组件的形式，尤其呈盘式激光放大器的形式，在所述光学组件中，镜元件一体地构造或整体式接合，并且具有关于中轴线优选旋转对称地构造的连接区段，该连接区段通过材料锁合连接或直接连接与基体固定地，即永久地连接。在本申请的意义上，整体式接合的镜元件被理解为由多个构件构成的镜元件，这些构件固定且永久地相互连接，其中，镜元件的构件之间的连接同样通过材料锁合连接或通过直接连接实现。通常，镜元件被保持在具有可调设的摆动板的镜保持装置中。所述可调设的摆动板允许相应的镜元件，更确切地说镜面以在例如±10μrad范围内的精度精确地定向。然而，如在更上面引用的两篇文章中的具有多个这种镜保持装置的并且可以用于实现盘式多通道放大器的偏转装置提供大量的调准自由度，这些调准自由度具有显著的未调准和装配风险。根据本专利技术，所述风险通过与基体、例如呈基板形式的基体固定地、即永久地连接的镜元件被最小化。通过永久连接，未调准自由度可以被减到最小，并且可以在实际中排除在光学组件运行时的未调准。为了使未调准自由度最小化，镜元件要么通过材料锁合的接合技术，例如通过胶粘、钎焊或熔焊，要么通过直接永久连接，例如通过键合或玻璃熔焊，被固定在基体上或与所述基体连接。此外，镜元件要么一体地构造要么整体式接合。镜元件，更确切地说镜元件的镜面，通常应当以约10μrad的精度持久稳定地装配在基体上或相对于该基体定向。基体优选一体地构造，但必要时也同样可以整体式接合。在一个实施方式中，镜元件的(平坦的)镜面相对于连接区段的中轴线成30°至60°之间、优选35°至55°之间，尤其40°至50°之间的角度定向。偏转装置的镜元件的镜面的法线方向一方面必须选择成，使得可以进行到相应的另一镜面的直接偏转，并且另一方面选择成激光盘通常被激光射束居中照射。为此目的，在将各镜元件装配在基体上时，相应的连接区段的中轴线可以相对于(板形的)基体成合适的角度定向。尤其为此目的，不同镜元件的连接区段的中轴线相对于基体可以不同地定向。在这种情况下，偏转装置的布置成圆环(参见下文)的所有镜元件相对于连接区段的中轴线成同一个角度定向，使得在偏转装置中仅需要唯一一种类型的镜元件，由此简化了偏转装置的制造。法线方向相对于相应连接区段定向所成的(统一)角度在这种情况下通常接近45°，这是因为严格45°的偏转通常仅在基体的被基体的中轴线穿过的中心处才可能。在另一实施方式中，在第一镜元件中，镜面相对于连接区段的中轴线成第一角度定向，并且在第二镜元件中，镜面相对于连接区段的中轴线成与第一角度不同的第二角度定向。在这种情况下，在偏转装置中使用两个或更多个，通常是许多个、例如十个或更多不同的角度和因此十个或更多个不同类型的镜元件，其中，不同镜元件的镜面的定向之间的偏差通常相对小，使得所述定向通常与45°角度的偏差在10°以下，优选在5°以下。当然，除使用不同类型的镜元件外，也可改变各连接区段的中轴线相对于基体的定向。在另一实施方式中，在基体中构造有槽口，这些槽口分别具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学组件(1)，包括：‑盘形激光活性介质(2)，‑偏转装置(3)，其具有多个镜元件(6)，在所述镜元件上构成用于偏转激光射束(5)的镜面(F；F2,F3,F4,F5,...)；以及具有基体(7)，在所述基体上固定所述镜元件(6)，其中，所述镜元件(6)的镜面(F2,F3,F4,F5,...)定向成，使得所述激光射束(5)从相应镜面(F3；F5,...)经由所述盘形激光活性介质(2)偏转到另一镜面(F4；F6,...)，其特征在于，所述镜元件(6)一体地构造或整体式接合，并且具有关于中轴线(11)优选旋转对称地构造的连接区段(12)，所述连接区段通过材料锁合连接或直接连接与所述基体(7)固定地连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.25 DE 102016213561.91.一种光学组件(1)，包括：-盘形激光活性介质(2)，-偏转装置(3)，其具有多个镜元件(6)，在所述镜元件上构成用于偏转激光射束(5)的镜面(F；F2,F3,F4,F5,...)；以及具有基体(7)，在所述基体上固定所述镜元件(6)，其中，所述镜元件(6)的镜面(F2,F3,F4,F5,...)定向成，使得所述激光射束(5)从相应镜面(F3；F5,...)经由所述盘形激光活性介质(2)偏转到另一镜面(F4；F6,...)，其特征在于，所述镜元件(6)一体地构造或整体式接合，并且具有关于中轴线(11)优选旋转对称地构造的连接区段(12)，所述连接区段通过材料锁合连接或直接连接与所述基体(7)固定地连接。2.按照权利要求1所述的光学组件，在该光学组件中，所述镜元件(6)的平坦的镜面(F；F2,F3,...)相对于所述连接区段(12)的中轴线(11)成30°至60°之间的角度(α)定向。3.按照权利要求1或2所述的光学组件，在该光学组件中，在第一镜元件(6)的情况下，镜面(F)相对于连接区段(12)的中轴线(11)成第一角度(α1)定向，并且在第二镜元件(6)的情况下，镜面(F)相对于连接区段(12)的中轴线(11)成与所述第一角度不同的第二角度(α2)定向。4.按照前述权利要求中任一项所述的光学组件，在该光学组件中，在所述基体(7)中构造有槽口(16)，所述槽口分别具有周侧面(15)，用于与相应的镜元件(6)的连接区段(12)材料锁合连接或直接连接。5.按照权利要求4所述的光学组件，在该光学组件中，所述槽口(16)构成所述基体(7)中的穿口。6.按照权利要求4或5所述的光学组件，在该光学组件中，所述槽口(16)的周侧面(15)关于该周侧面(15)的相应的中轴线(17)旋转对称地构造。7.按照权利要求4至6中任一项所述的光学组件，在该光学组件中，所述槽口(16)的周侧面(15)构成球面、锥面或自由成型面。8.按照权利要求6或7所述的光学组件，在该光学组件中，至少一个镜元件(6)的连接区段(12)的中轴线(11)相对于所述周侧面...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·鲍尔，A·基利，SS·沙德，
申请(专利权)人：通快激光有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE