一种一体化粘接的短脉冲激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体化粘接的短脉冲激光器，包括激励源、激光晶体、Q晶体和输出镜，所述激励源与所述激光晶体平行设置，所述激光晶体的一端依次设置Q晶体和输出镜，还包括棒套，所述棒套分别设置在所述激光晶体的两端，所述激光晶体、Q晶体和输出镜都粘接在所述棒套上。本实用新型专利技术通过一体化粘接的方式，去除了谐振腔的可调谐机械件，使物理尺寸大大减小，可以有效缩短腔长，从而使激光器输出的脉冲宽度达到1ns量级，消除了失谐的维度，有利于保持激光器的长期稳定。

An Integrated Bonded Short Pulse Laser

【技术实现步骤摘要】
一种一体化粘接的短脉冲激光器
本技术涉及激光
，具体涉及一种一体化粘接的短脉冲激光器。
技术介绍
调Q是获得高峰值功率激光器的主要方式。传统的调Q激光器由激励源1、激光晶体2、Q开关3、输出镜4和全反射腔镜4’组成，如图1所示，其中谐振腔由分立的两个镜片4和4’组成，为了实现共振条件，谐振腔的前后镜片必须精密可调，因此镜片一般都安装在精密的机械调整架上，这就使得谐振腔的物理尺寸相对较大；而且由于调整架的可调整性，导致谐振腔在长期工作中容易失谐而使激光器不能正常工作。为了实现紧凑的激光器结构，现在主流的技术是通过在键合晶体上镀膜的方式直接实现激光输出，虽然这种技术能够实现紧凑的激光器结构，但是这种技术使激光器的谐振腔完全不可调，使输出光斑模式不可控，而且由于谐振腔的标准具效应，造成激光输出的脉宽加宽，采用键合技术直接输出的方式所能获得的激光脉宽在3ns以上。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种一体化粘接的短脉冲激光器，通过一体化粘接的方式将激光晶体、Q晶体和输出镜的位置固化到最佳状态，去除了谐振腔的可调谐机械件，使物理尺寸大大减小，同时可以有效缩短腔长，从而使激光器输出的脉冲宽度达到1ns量级。本技术提供如下技术方案：一种一体化粘接的短脉冲激光器，包括激励源、激光晶体、Q晶体和输出镜，所述激励源与所述激光晶体平行设置，所述激光晶体的一端依次设置Q晶体和输出镜，还包括棒套，所述棒套分别设置在所述激光晶体的两端，所述激光晶体、Q晶体和输出镜都粘接在所述棒套上。进一步地，所述输出镜一端镀有增透膜，另一端镀有部分反射膜，作为谐振腔的前腔膜层。进一步地，所述激光晶体靠近输出镜的一端镀有增透膜，远离输出镜的一端镀有高反膜，作为谐振腔的后腔膜层。进一步地，所述Q晶体两端镀有增透膜。进一步地，所述Q晶体为Cr:YAG晶体、V:YAG晶体或Co2+:MgAl2O4晶体。进一步地，所述激励源为光纤耦合二极管或半导体激光二极管。进一步地，所述激光晶体为Nd:YAG晶体、Yb:YAG晶体或Er:玻璃晶体。进一步地，所述激光晶体与Q晶体分立设置或键合连接。进一步地，所述激光晶体、调Q晶体和输出镜采用胶合、光胶或深化光胶方式粘接在所述棒套上。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术通过一体化粘接的方式，去除了谐振腔的可调谐机械件，使物理尺寸大大减小，结构紧凑、体积小巧，尤其适用于便携式激光装置中。2、本技术通过一体化粘接的方式可以有效缩短腔长，从而使激光器输出的脉冲宽度达到1ns量级。3、本技术通过一体化粘接的方式，消除了失谐的维度，有利于保持激光器的长期稳定。4、本技术通过一体化粘接的方式可以简化机械结构，有效降低激光器的成本。附图说明图1为现有技术中调Q激光器的结构示意图。图2为根据本技术的一体化粘接的短脉冲激光器的一实施例的结构示意图。其中，1-激励源，2-激光晶体，3-Q晶体，4-输出镜，5-棒套。具体实施方式以下结合附图及具体实施例，对本技术做进一步说明,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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图2所示，为本技术的一体化粘接的短脉冲激光器的一个实施例，包括激励源1、激光晶体2、Q晶体3、输出镜4和棒套5，所述激励源1与所述激光晶体2平行设置，可为激光晶体2提供泵浦源，所述激光晶体2的一端依次设置Q晶体3和输出镜4，所述Q晶体3镀有振荡激光的增透膜，其特性为可饱和吸收，即当泵浦弱时，振荡激光通过Q晶体3时的损耗大，激光不能振荡；当达到一定的泵浦水平时，Q晶体3的损耗快速下降，谐振腔导通，输出1ns量级脉冲激光，所述输出镜4一端镀有增透膜，另一端镀有部分半反膜，作为谐振腔的前腔膜层，其作用是对振荡激光部分反射，部分透射；所述激光晶体2，其作用是为激光输出提供增益，其中靠近输出镜4的一端镀有振荡激光的增透膜，远离输出镜4的一端镀有振荡激光的高反膜，作为谐振腔的后腔膜层。其中，所述激光晶体2与Q晶体3可以分立放置也可以键合在一起，当激光晶体2与Q晶体3分立放置时，所述激光晶体2靠近输出镜4的一端镀有增透膜，远离输出镜4的一端镀有高反膜，所述Q晶体3两端镀有增透膜；当激光晶体2与Q晶体3键合在一起时，远离输出镜4的一端镀有高反膜，靠近输出镜4的一端镀有增透膜。所述棒套5分别设置在所述激光晶体2的两端，所述激光晶体2、Q晶体3和输出镜4采用胶合、光胶或深化光胶方式粘接在所述棒套5上，所述棒套5对激光晶体2、Q晶体3和输出镜4起支撑作用，固定三者的相对位置。具体的实现方法是：用准直光调整好输出镜4、Q晶体3和激光晶体2的相对位置，然后用胶将Q晶体3和激光晶体2粘接到棒套5上，优化激光器的参数，在最佳状态时将输出镜4粘接到棒套5上，从而实现输出镜4、Q晶体3和激光晶体2三者的位置固化。目前用于Q晶体3的主要是Cr:YAG晶体、V:YAG晶体或Co2+:MgAl2O4晶体，用于激光晶体2的主要是Nd:YAG晶体、Yb:YAG晶体或Er:玻璃晶体，用于激励源1的主要是光纤耦合二极管或半导体激光二极管。工作过程：激励源1辐射出的泵浦光被激光晶体2吸收后，实现粒子数反转，进而产生自发辐射；沿激光晶体2轴向的自发辐射光经过激光晶体2后端的高反膜反射后再次通过激光晶体2，实现受激辐射放大；在泵浦的初始阶段，Q晶体3处于非饱和状态，受激辐射放大光被Q晶体3吸收，阻断辐射光，此时激光晶体2不断积蓄能量；当Q晶体3达到饱和状态时，不再吸收受激辐射光，进而受激辐射光无损通过Q晶体3后到达输出镜4，部分输出形成激光，部分被反射；被反射部分光依次通过Q晶体3、激光晶体2，被激光晶体2后端面反射后再次通过激光晶体2、Q晶体3和输出镜4，形成振荡激光；当激光晶体2的上能级粒子数被消耗完时，激光振荡结束。因此，输出激光的持续时间与振荡光在谐振腔内振荡一次的时间成正比，为了获得更短的脉冲宽度，应当尽量减小了激光器谐振腔的长度。综上所述，本技术提出了一种一体化粘接的短脉冲激光器，通过合理选择输出镜、Q晶体和激光晶体的参数，可以有效缩短腔长，实现1ns量级的激光输出，同时去除了谐振腔的可调谐机械件，使物理尺寸大大减小，结构紧凑，体积小巧，尤其适用于便携式激光装置中。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化粘接的短脉冲激光器，包括激励源(1)、激光晶体(2)、Q晶体(3)和输出镜(4)，所述激励源(1)与所述激光晶体(2)平行设置，所述激光晶体(2)的一端依次设置Q晶体(3)和输出镜(4)，其特征在于：还包括棒套(5)，所述棒套(5)分别设置在所述激光晶体(2)的两端，所述激光晶体(2)、Q晶体(3)和输出镜(4)都粘接在所述棒套(5)上。

【技术特征摘要】
1.一种一体化粘接的短脉冲激光器，包括激励源(1)、激光晶体(2)、Q晶体(3)和输出镜(4)，所述激励源(1)与所述激光晶体(2)平行设置，所述激光晶体(2)的一端依次设置Q晶体(3)和输出镜(4)，其特征在于：还包括棒套(5)，所述棒套(5)分别设置在所述激光晶体(2)的两端，所述激光晶体(2)、Q晶体(3)和输出镜(4)都粘接在所述棒套(5)上。2.根据权利要求1所述的一体化粘接的短脉冲激光器，其特征在于：所述输出镜(4)一端镀有增透膜，另一端镀有部分反射膜，作为谐振腔的前腔膜层。3.根据权利要求1所述的一体化粘接的短脉冲激光器，其特征在于：所述激光晶体(2)靠近输出镜(4)的一端镀有增透膜，远离输出镜(4)的一端镀有高反膜，作为谐振腔的后腔膜层。4.根据权利要求1所述的一体化粘接的短脉冲激光器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永东，
申请(专利权)人：北京华莱科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11