一种激光晶体热焦距的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激光晶体热焦距的测量装置，针对现有的激光晶体热焦距测量方法精度低的问题，通过将泵浦源、激光晶体、输出镜及光斑探测器依次同轴设置；将二向色镜设于泵浦源与所激光晶体之间，并相对于同轴轴线呈45°倾斜设置；将全反镜设于二向色镜下方，并平行于同轴轴线；该全反镜及输出镜为平面镜，两者构成临界谐振腔，激光晶体位于临界谐振腔内。采用两个平面镜组成临界谐振腔，将激光晶体设于该临界谐振腔的中心位置，有效消除高级模对激光晶体热焦距测量结果的影响，提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光晶体热焦距的测量装置
本技术属于激光探测的
，尤其涉及一种激光晶体热焦距的测量装置。
技术介绍
固体激光技术兴起于上世纪六十年代，随着谐振腔技术与激光材料的发展，固体激光器以多种方式应用在各个领域。在固体激光器中，激光晶体与谐振腔是主要考虑因素，尤其以激光晶体为主，其产生的热焦距更是直接影响着谐振腔稳定性以及其他性能。所以，准确测量激光晶体的热焦距是固体激光器设计的关键步骤。但是，目前的测量方式主要以稳腔法或直接测量法为主，这类方法导致误差产生的因素较多，得到的结果范围较大，不适宜精确测量。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种激光晶体热焦距的测量装置，可有效消除高级模对激光晶体热焦距测量结果的影响，提高测量精度。为解决上述问题，本技术的技术方案为：一种激光晶体热焦距的测量装置，包括：泵浦源、二向色镜、全反镜、激光晶体、输出镜及光斑探测器；所述泵浦源、所述激光晶体、所述输出镜及所述光斑探测器依次同轴设置；所述二向色镜设于所述泵浦源与所述激光晶体之间，并相对于同轴轴线呈45°倾斜设置；所述全反镜设于所述二向色镜下方，并平行于所述同轴轴线；其中，所述全反镜及所述输出镜为平面镜，两者构成临界谐振腔，所述激光晶体位于所述临界谐振腔内。根据本技术一实施例，所述激光晶体设于所述临界谐振腔的中心位置。根据本技术一实施例，激光晶体热焦距的测量装置还包括衰减镜；所述衰减镜设于所述输出镜与所述光斑探测器之间，并与所述输出镜同轴。根据本技术一实施例，激光晶体热焦距的测量装置还包括聚焦透镜；所述聚焦透镜设于所述衰减镜与所述光斑探测器之间，用于实现采用透镜变换法测量激光光束的质量。根据本技术一实施例，所述衰减镜为NDfilter，所述光斑探测器为CCD探测器。本技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：1)本技术一实施例中的激光晶体热焦距的测量装置，针对现有的激光晶体热焦距测量方法精度低的问题，采用两个平面镜组成临界谐振腔，将激光晶体设于该临界谐振腔的中心位置，有效消除高级模对激光晶体热焦距测量结果的影响，提高测量精度。2)本技术一实施例中的激光晶体热焦距的测量装置，在输出镜与光斑探测器之间设置衰减镜，可减小透过输出镜的激光强度，防止出现激光强度过大超出光斑探测器的饱和光强而影响测量结果。3)本技术一实施例中的激光晶体热焦距的测量装置，在衰减镜与光斑探测器之间设置聚焦透镜，可实现透镜变换法测量激光光束的质量，进一步消除高级模对激光晶体热焦距测量结果的影响，更加精确地测量激光热焦距。附图说明图1为本技术一实施例中的激光晶体热焦距的测量装置的结构示意图；图2为本技术一实施例中的临界谐振腔的等效示意图；图3为本技术一实施例中的使用聚焦透镜的示意图。附图标记说明：1：全反镜；1.1：全反膜；2：二向色镜；3：激光晶体；4：输出镜；4.1：部分透过膜；5：泵浦源；6：衰减镜；7：光斑探测器；8：聚焦透镜。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的一种激光晶体热焦距的测量装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。实施例一本技术针对现有的激光晶体热焦距测量方法精度低的问题，提供了一种可有效消除高阶模对激光晶体热焦距测量结果的影响，提高测量精度的激光晶体热焦距的测量装置。请参看图1，该激光晶体热焦距的测量装置包括泵浦源5、二向色镜2、全反镜1、激光晶体3、输出镜4、衰减镜6及光斑探测器7。其中，泵浦源5、激光晶体3、输出镜4、衰减镜6及光斑探测器7依次同轴设置；二向色镜2设于泵浦源5与激光晶体3之间，并相对于同轴轴线呈45°倾斜设置；全反镜1设于二向色镜2下方，并平行于同轴轴线。本实施例为了提高激光热焦距的测量精度，为激光晶体设计了一个临界腔。由于临界腔的起振条件比由凹面镜组成的稳定腔(比如共焦腔)更加苛刻，从而使高阶模在腔内损耗增大而无法起振，使临界谐振腔只输出基模，提高光斑的质量，从而提高测量激光晶体热透镜焦距的精度。具体的，如图2所示，本实施例采用两个平面镜构成临界谐振腔，即由全反镜1及输出镜4构成临界谐振腔，该全反镜1及输出镜4均为平面镜。在实际应用中，该全反镜1可以是对特定波长的反射率达到99％以上的反射镜，可采用1064nmHR99％，0°。而输出镜4是部分透射镜，其反射率为90％。在这个临界谐振腔内，激光晶体3位于该临界谐振腔的中心位置，这样可以得到稳定的基膜输出。该激光晶体3可以是Nd：YVO4或Nd：YAG等晶体。由于透过输出镜4的激光的强度比较大，因此，本实施例在输出镜4与光斑探测器7之间设置了衰减镜6，减小透过输出镜的激光强度，防止出现激光强度过大超出光斑探测器的饱和光强而影响测量结果。该衰减镜6可以是NDfilter，而光斑探测器7是观测光斑大小与质量的仪器，如CCD探测器。另外，二向色镜2为反射1064nm及透射878nm(或者808nm)的二向色镜，泵浦源5为LD激光器。下面简要介绍一下本实施例中的激光晶体热焦距的测量装置的工作过程：启动泵浦源5，发射泵浦光经过二向色镜2到达激光晶体3，晶体3因为泵浦光激励，产生粒子数反转而产生激光，同时因为泵浦光而产生热透镜效应。激光在由全反镜1和输出镜4组成的临界谐振腔中振荡，临界谐振腔可以消除大部分高阶模。输出镜4输出激光，经过衰减镜6到达光斑探测器7。下面简要介绍一下利用本实施例中的激光晶体热焦距的测量装置进行激光热聚焦的测量步骤：步骤一、搭建如图1的结构，启动泵浦源5，调节至指定输出功率，使激光晶体3内部形成稳定的激光晶体热透镜，此标准以激光稳定输出三分钟为判定依据。步骤二、放置衰减镜6与光斑探测器7，使衰减后激光功率小于光斑探测器7的饱和功率，并记录光斑探测器7的靶面位置至输出镜4中部分透过膜4.1的距离z1与激光光斑半径ω1，然后移动光斑探测器7至z1相隔Δz的位置，记录Δz的大小及激光光斑半径ω2。步骤三、根据下式计算在部分透过膜4.1上的激光束腰光斑半径。计算方式如下，其中，λ为激光波长，ω0为部分透过膜4.1上的激光束腰大小。这里，需要注意的是，以激光传播方向为准，当z1+Δz位置位于z1位置的左侧时，Δz的取值为负值。步骤四、在得到激光束腰半径后，可以进一步得到激光晶体3处的激光波前曲率R的数值。计算方式如下，其中，L为临界谐振腔的长度，即全反膜1.1至部分透过膜4.1的距离。由于临界谐振腔为对称腔，所以激光晶体3的焦距f计算方式如下，在进行上述测量步骤时，需要注意一下几点：1、在测量过程中，需要采集z1的位置，可使用格尺测量部分透过膜4.1至光斑探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光晶体热焦距的测量装置，其特征在于，包括：泵浦源、二向色镜、全反镜、激光晶体、输出镜及光斑探测器；/n所述泵浦源、所述激光晶体、所述输出镜及所述光斑探测器依次同轴设置；/n所述二向色镜设于所述泵浦源与所述激光晶体之间，并相对于同轴轴线呈45°倾斜设置；/n所述全反镜设于所述二向色镜下方，并平行于所述同轴轴线；/n其中，所述全反镜及所述输出镜为平面镜，两者构成临界谐振腔，所述激光晶体位于所述临界谐振腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光晶体热焦距的测量装置，其特征在于，包括：泵浦源、二向色镜、全反镜、激光晶体、输出镜及光斑探测器；
所述泵浦源、所述激光晶体、所述输出镜及所述光斑探测器依次同轴设置；
所述二向色镜设于所述泵浦源与所述激光晶体之间，并相对于同轴轴线呈45°倾斜设置；
所述全反镜设于所述二向色镜下方，并平行于所述同轴轴线；
其中，所述全反镜及所述输出镜为平面镜，两者构成临界谐振腔，所述激光晶体位于所述临界谐振腔内。


2.如权利要求1所述的激光晶体热焦距的测量装置，其特征在于，所述激光晶体设于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政，张吉生，罗薇，傅立斌，
申请(专利权)人：精快激光科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32