调Q复合激光腔板制造技术

一种调Ｑ复合激光腔板，包含在镜框的一侧以第一压圈将调Ｑ腔镜压在镜框内，调Ｑ腔镜与镜框接触的边框之间有第一密封圈。在镜框的另一侧以第二压圈将密封板压在镜框内，密封板与镜框接触的边框之间有第二密封圈。调Ｑ腔镜与密封板之间有致冷层。调Ｑ腔镜是由一面镀有激光全反射膜，另一面镀有激光增透膜的调Ｑ材料片构成。具有将调Ｑ元件与激光谐振腔全反射腔板合二而一，并能同时获得冷却，使激光器在高重复率下稳定运行的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种调Q复合激光腔板，用于激光谐振腔，特别适用于调Q激光谐振腔，是在高功率激光研究和应用中的一种重要元件。为了获得高功率激光巨脉冲，普遍采用调Q激光器。调Q激光器的构成是在非调Q的激光谐振腔内另加调Q元件(参见在先技术《激光技术手册》，雷仕湛，科学出版社，1992年137页；《激光》，《激光》编写组，上海人民出版社，1971年48页)。最基本的非调Q激光谐振腔由安置在两端的激光腔板1与4之间加入具有增益的介质2构成，这两个激光腔板1与4其中之一是部分反射腔板1，另一为全反射腔板4。激光谐振腔内增加的调Q元件3的最佳位置是在增益介质2和全反射腔板4之间。如图1所示。调Q元件3的功能是使激光振荡Q值受到调制，产生调Q的激光输出，获得高功率激光脉冲。但是，置于激光谐振腔内的调Q元件稳定性差，如调Q染料容易变质，调Q色心晶体也因高重复频率或连续运转而导致破坏，从而影响激光器的正常运行，影响其稳定性。实验发现其主要原因是光能量的堆积，综合分析指出，多数情况是热能没有及时带走，调Q元件发热而受损。另外，由于激光谐振腔内增加了调Q元件，它又增加固定调Q元件所用的支架，腔的长度因调Q元件引进而增加，以致不能制成短腔。在需要短腔或超短腔情况下，这一问题显得更加突出。本专利技术的目的是提供一种调Q复合激光腔板，将调Q元件与激光腔板结合为一体，可以冷却，提高激光器的调Q性能，提高激光器的稳定性，而且减少腔内元件，有利于获得短或超短腔，有利于延长激光器寿命，以及降低成本。本专利技术的调Q复合激光腔板，如图2所示。包含镜框6，在镜框6的一侧以第一压圈901将一调Q腔镜5压在镜框6内。调Q腔镜5与镜框6接触的边框之间有第一密封圈1001。在镜框6的另一侧以第二压圈902将一密封板8压在镜框6内，密封板8与镜框6接触的边框之间有第二密封圈1002。调Q腔镜5与密封板8之间有致冷层7。如图2所示。所说的调Q腔镜5是由向着致冷层7的一面镀有激光全反射膜502，向着外面的一面镀有激光增透膜501的调Q材料片构成。如图2所示。所说的密封板8是透明的玻璃平板，或是塑料平板，或是金属平板。本专利技术的调Q复合激光腔板如上述图2所示。包含调Q腔镜5，镜框6，致冷层7及密封板8，两个压圈901,902，进出口703,701和两个密封圈1001,1002。调Q腔镜5由第一压圈901压紧在镜框6的一侧，镜框6的另一侧是密封板8，调Q腔镜5与密封板8之间为致冷层7。致冷层7内置有流动的冷却物质702，致冷层7带有进口703和出口701以使致冷层7内的冷却物质702流动，将其调Q腔镜5上的热量带走。所说的冷却物质702是流动的冷却液，或者是流动的冷却气体，或者是半导体致冷元件。所说的调Q腔镜5用的调Q材料片，是掺铬钇铝石榴石(Cr+4:YAG)晶体片、或者是钇铝石榴石色心晶体(Cr:Nd:YAG)片、或者是氟化锂色心晶体片(LiF:F-2)、或者是双--镍(BDN)染料片等。在调Q材料片的两面镀有不同的膜一面镀激光全反射膜502，另一面镀激光增透膜501。调Q腔镜5上的激光全反射膜502和激光增透膜501为所用激光波长要求的膜，其激光全反射膜502在选定波长情况下，对激光束产生全反射，因为这一面又是致冷层7的内表面，直接接触流动的冷却物质702，所以此激光全反射膜与其冷却物质702必须相配。使此激光全反射膜502不因流动的冷却物质702的侵蚀而受损以致能达到最好的冷却效果。激光增透膜501对激光束是增透的。调Q腔镜5装入镜框6的一侧时，调Q腔镜5的镀全反射膜的一面是致冷层7的内表面，而镀有激光增透膜501的一面朝向外面。调Q腔镜5的光学厚度按激光器的激光增益大小而定。所说的致冷层7的作用是使调Q腔镜5保持合适温度带走多余热量，冷却物质702所用材料随调Q元件的用料而选择，不论是液体或气体或固体，都不能与激光全反射膜或与调Q材料发生化学作用。本专利技术的优点是本专利技术的调Q复合激光腔板是将调Q元件与激光谐振腔全反射腔板合二为一，并能同时得到冷却，有利于高功率激光器在高重复频率运行情况下长期稳定，提高了激光器的稳定性和可靠性，而且有利于延长寿命。调Q元件与全反射腔板合二为一，使激光器的激光谐振腔的结构简化，减少激光谐振腔内的元件，有利于激光器的小型化、降低成本，有利于发展应用。调Q元件与全反射腔板同时得到冷却，可以大幅度提高激光运行的重复频率，提高激光能量的输出。这些优点对特殊要求的激光器尤其突出，如激光通信上，就要求激光器工作在高重复频率下长期稳定运行，此时，采用本专利技术的调Q复合激光腔板是最理想的。 附图说明图1为在先技术的调Q激光器激光谐振腔简单结构示意图。图2为本专利技术调Q复合激光腔板的结构示意图。图3为使用本专利技术调Q复合激光腔板的激光谐振腔结构示意图。实施例调Q复合激光腔板的结构如图2所示。调Q腔镜5选用的调Q材料片为掺铬钇铝石榴石晶体片(Cr+4:YAG)。冷却物质702选流动的去离子水。上述的调Q晶体片掺铬(Cr+4)的浓度为3％，大小为Φ10mm，厚度为0.8mm，透过率为9％。外表面镀有对1.06μm波长的激光增透膜501，另一面镀有对1.06μm波长的激光全反射膜502。调Q腔镜5置于镜框6的一侧由第一压圈901压紧，调Q腔镜5与镜框6接触的边框之间用耐热橡皮圈作为第一密封圈1001密封。为了能透明以便透过密封板8和致冷层7进行观察，在致冷层7的另一侧用3mm的透明光学平板作为密封板8。密封板8与镜框8接触的边框之间用橡皮圈作为第二密封圈1002密封。调Q腔镜5与密封板8之间留3mm空隙为致冷层7的层内空间供去离子水流动。镜框6采用不锈钢材料，进口703、出口701用不锈钢管。去离子水由进口703进，出口701出，以此带走热量。激光器在20赫兹运转时，水流量可用每秒钟2升。如果用于连续激光器的运行中，水流量应加大。上述的调Q复合激光腔板用于钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器的激光谐振腔上，如图3所示。调Q复合激光腔板12有良好的导热性，只要小流量的冷却水就能使激光振荡长期稳定。激光器的输出稳定，而且激光能量和重复频率都有较大提高，激光器的寿命也比在先技术中的激光器寿命长。本专利技术可在多种激光器或激光装置中使用，包括脉冲或连续输出的激光器或激光系统，都可以得到上述明显的效益。权利要求1．一种调Q复合激光腔板，其特征在于包含镜框(6)，在镜框(6)的一侧以第一压圈(901)将一调Q腔镜(5)压在镜框(6)内，调Q腔镜(5)与镜框(6)接触的边框之间有第一密封圈(1001)，在镜框(6)的另一侧以第二压圈(902)将一密封板(8)压在镜框(6)内，密封板(8)与镜框(6)接触的边框之间有第二密封圈(1002)，调Q腔镜(5)与密封板(8)之间有致冷层(7)。2．根据权利要求1所述的调Q复合激光腔板，其特征在于所说的调Q腔镜(5)是由向着致冷层(7)的一面镀有激光全反射膜(502)，向着外面的一面镀有激光增透膜(501)的调Q材料片所构成。3．根据权利要求1或2所述的调Q复合激光腔板，其特征在于构成调Q腔镜(5)的调Q材料片是掺铬钇铝石榴石晶体片，或者是钇铝石榴石色心晶体片，或者是氟化锂色心晶体片，或者是双--镍染料片。4．根据权利要求1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调Ｑ复合激光腔板，其特征在于包含镜框（６），在镜框（６）的一侧以第一压圈（９０１）将一调Ｑ腔镜（５）压在镜框（６）内，调Ｑ腔镜（５）与镜框（６）接触的边框之间有第一密封圈（１００１），在镜框（６）的另一侧以第二压圈（９０２）将一密封板（８）压在镜框（６）内，密封板（８）与镜框（６）接触的边框之间有第二密封圈（１００２），调Ｑ腔镜（５）与密封板（８）之间有致冷层（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳斌，林礼煌，徐至展，
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：31[中国|上海]