激光器制造技术

一种此处所述的激光器。２．权利要求１的激光器包含此处所述的一个激光器系统。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到激光器，而且在一种情况下是涉及到无镜面的激光器。某些现有技术的激光器是用昂贵的表面涂覆技术来制造的，并且由于要求精确调整而只能由熟练的技术人员来装配。某些现有技术的激光器使用易损坏的特别是用于红外激光波长时更易损坏的反射表面涂层。某些现有技术的激光器带有为获得良好运行而调整到精确对准的镜面。这种激光器常常不能最佳适用于要求高度便携性或长的工作寿命的场所。长期以来一直要求有一种能克服这些问题和缺点的激光器。长期以来一直要求有一种无需涂层且无需可调零件的激光器以便大幅度降低装置的成本并改进采用这种激光器的产品的耐用性以及与通常可获得的激光器比较延长采用这种设计的激光器件的工作寿命。典型的激光器具有一个光源、一个激射材料、以及一组反射器。大多数固体激光器是由红宝石激光器设计派生出来的，这种设计由一个被螺旋形充气高强度灯环绕的红宝石材料晶体棒构成，带有位于距红宝石材料表面一个精确距离处的、或同红宝石材料表面相接触的、或涂覆在红宝石表面上的镜面。其中一个镜面带有一个孔或其反射率比其它镜面小。光从灯注入到激射材料中，引发来自晶体中杂质的光子放电。这些光子在二个镜面之间行进，产生谐波放大。被放大了的激光束通过孔或反射率降低了的区域射出。可用各种激射材料来代替红宝石晶体以产生不同波长的激光。这些材料包括钇铝石榴石(YAG)，它含有化学杂质以修正得到的激光波长。这些传统的激光器设计要求使用精确制造的镜面表面。这些表面通常是借助于用反射材料的薄涂层来涂覆表面而产生的。若采用分隔的镜面，则它们必须相对于激光棒的光轴、相对于彼此、并相对于器件的所需输出位置精确地定位。如果由于器件的处置而使镜面表面未对准，则器件的有效功能和效率被降低。反射镜面表面也可用将它们涂覆在激光晶体表面上的方法来制造。在每种情况下，都需要用昂贵的高度复杂的机构来产生厚度可控的平滑的均匀涂层。这些涂层可能被由于连续暴露于激光所引起的光化学作用损伤，特别是红外波长时更是如此。这种与日俱增的损伤降低了激光器的有效寿命。本专利技术在一个实施例中公开了一种激光器，它带有安装在机箱(例如，但不局限于，一个有反射材料涂覆的例如涂银的内表面的圆柱管)中的光泵浦装置(例如，但不局限于，一个闪光灯或氙弧灯)，机箱与激光元件例如适于激射的材料棒(“激射材料”)并排或邻接。常规电源向光泵浦装置提供功率，且常规冷却装置可用来提供装置的任何冷却需求。在某些实施例中不需要冷却。光从光泵浦装置被引导向并进入棒中。在一个实施例中，棒的非发射一端做成屋脊棱镜状，而另一端带有一个垂直于棒的横轴的表面。在另一实施例中，屋脊棱镜是任一具有任意数目交于顶点的面的多面体，包括但不局限于圆锥体。在某些实施例中，棒发射端是一多面体(二面或更多面)形，带有一个形成激光束输出窗口的截头端部。在一个实施例中，在激光棒的发射端安置了一个或更多个固体材料平行板。每一个这种板有二个面。各个面的反射性依赖于材料的反射率，但最好是小于100％。这些板最好这样制造，使每个板的各个面之间的距离d是激射材料基波长1/4的奇数倍，满足d＝(2N＋1)1/4，其中N是整数，1是激光的基波长。满足这一准则的板称为“1/4”板。各板之间的距离最好也等于d，以便从板的各面反射的光波与入射光波同相地被反射，从而产生往返行进于激射材料棒中的光的谐波放大。环(例如用跟板相同的材料，聚四氟乙烯、铝或某些具有相对低的热膨胀系数的材料制成)将各个板分隔开一所需的距离。于是，根据本专利技术的激射棒就组成一个由棒端和侧面包围的激光器腔。板可由任何反射率足够高的材料制造。最好不含杂质的玻璃、刚玉、锗、铬、蓝宝石和钇铝石榴石(YAG)是一些常用的例子。在某些实施例中的平行面的数目被选择成使系统的总反射达到所需的程度。对于较高阶的光模式(行进光束集(Sets))，即比低阶模式对棒的中心光轴处于更大角度的模式，选择根据本专利技术的带有此处所述截头多面体端和光束输出窗口的激光棒。在某些实施例中，较高阶模式的激光束更有利，这是由于它们产生较宽和/或较浅的孔，例如当用来在生物肌肉中穿孔以取血样时。本专利技术的某些实施例不局限于此处公开的任一特定的单个特点，而包括在结构和功能方面区别于现有技术的各个特点的组合。本专利技术的特点已被广泛地描述，以便下面的详细描述可被更好地理解，并更好地认识本专利技术对本技术的贡献。当然，本专利技术还有下面描述的可包含在本专利技术的权利要求要点中的另外一些方面。受益于本专利技术及其指导和建议的本
的熟练人员将认识到，本公开的概念可用作设计其它用来实行和实践本专利技术的结构、方法和系统的创造性基础。本专利技术的权利要求需被解释为包括不超越本专利技术的构思与范围的任何合法的等效器件或方法。本专利技术承认并叙述了上述的问题和长期以来的需求，并在其各种可能的实施例中提供了这些问题的解决办法和对这些需求的满意解答。对受益于本专利技术的构造、指导、公开和建议的本
的熟练人员来说，从结合附图为公开的目的而给出的最佳实施例的以下描述中将理解其它的目的和优点。无论其他人以后如何用形式的变化或进一步改进的补充来掩饰，这些详细描述也不能用来反对本专利的目的对本专利技术的权利要求。参照本说明书组成部分的附图所示的实施例，上面大体总结的本专利技术的实施例可得到更具体的描述。这些附图表明了某些最佳实施例，不是用来不适当地限制具有其它同等效力或法律上同等实施例的本专利技术的范围。附图说明图1是根据本专利技术的激光器系统的侧视图。图2A是根据本专利技术的有源激光元件的侧视图。图2B是图2A元件一端的端视图。图2C是图2A元件另一端的端视图。图3A是根据本专利技术的有源激光元件的侧视图。图3B是图3A元件一端的端视图。图3C是图3A元件另一端的端视图。图4A是根据本专利技术的有源激光元件的侧视图。图4B是图4A元件一端的端视图。图4C是图4A元件另一端的端视图。图5是根据本专利技术的带有根据本专利技术的激光发射器的激光系统的侧视图。现参照图1，根据本专利技术的激光系统10有一个安装在机箱14中并与电源16和可选冷却装置18互连的激光器12。电源16将功率提供给闪光灯32之类的光泵浦器件以便在根据本专利技术的有源激光元件激射棒20中产生辐射(例如光)的受激发射，产生从机箱14出来的激光束34。图2A、图2B和2C示出了由适当的激射材料制成的激射棒20。棒20有一个带有第一端22和第二端23的棒体21。第一端22有二个互成90度角a的表面24，每个表面同棒20的水平轴A成45度角。棒20的第二端23有二个表面25，它们会合后将棒截头且形成一个端表面26作为从棒20引出激光束34的窗口。表面25互成90度的b角，并同A轴成45度角。在一个变通形式中，端23是一个带有圆形出射窗口的截头圆锥。端22和23排列并构造成使光(或其它受激辐射)在棒20中二端之间内部反射然后作为输出激光束34从棒20射出。图3A、3B和3C示出了激射棒40，它是棒20的一种变通。棒40有一个带有第一端42和第二端43的棒体41。第一端42有四个互成90度角C且各同棒40的中心纵轴成45度角的表面44。棒40的第二端43有四个表面45，它们会合且将棒端截头并形成一个矩形或正方形的端表面46，它是激光束34赖以从棒40出来的窗口。表面45互成90度的d角且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦勒里·G·伯鲁什金，埃弗格尼·A·非德罗夫，塞尔吉·A·科哈诺夫斯基，
申请(专利权)人：塞尔罗伯蒂公司，
类型：发明
国别省市：