全反射激光谐振器制造技术

一种利用光的全反射性质制作的激光谐振器，如附图所示。谐振光束（５）在由活性物质制成的谐振环（１）内作反１２０度全反射，在全反射棱镜（２）内作反９０度全反射；非全反射棱镜（３）可把每一入射光束分成两束：一束成折射分光束作激光输出（Ａ）或（Ｂ）；另一束成反射分光束参与谐振。两束输出的激光束可用合光棱镜（４）合为一束。这种结构可提高激光器的功率和效率。 附图中１. 谐振环２. 全反射棱镜３. 非全反射棱镜４. 合光棱镜５. 谐振光束Ａ. Ｂ. 激光输出。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光的谐振器，它们是一类利用透明介质对光的全反射性质而制成的谐振器。目前，公知的激光谐振器是在棒状活性物质的一端加一不透明的反射镜，而在另一端加一与不透明反射镜平行的半透明反射镜而组成。这种结构的固有缺点是1.欲增加活性物质的体积来增加激光器的功率，在长度方面因受光泵、场地等条件的限制，不可能做得很长;在横向因随着棒径的增加会使活性物质受激率降低，也不可能做得很粗;故增加激光器的功率被诸多不利因素所限制;2.谐振所必需的对光的反射由于采用的是反零度(转360度)反射，是反射损失最大的一种反射，故其镜端损失较大，降低了激光器的效率。本专利技术旨在提供一类激光谐振器的新结构1.用增加活性物质体积的方法来增加激光器的功率不再受到诸多的难以克服的不利因素的限制;2.提高活性物质的受激率，降低谐振器的反射损失，从而提高激光器的效率。本专利技术的目的是这样实现的1.利用长方形玻璃片存在着一条通体反90度(转270度)的全反射线路来作谐振器的谐振线路(折射率活性物质的大于玻璃的);2.利用全反射棱镜把上述谐振线路之首尾导通，以实现光线在谐振器里的谐振;3.在全反射棱镜的光线传导线路上安装一非全反射分光棱镜，进入非全反射分光棱镜的入射光能分为两种出射光一种是折射出射光作激光器的激光输出;另一种是反射出射光作激光器的激励光又输入谐振器内，参与谐振、把光放大;4.把从分光棱镜中折射出来的两路输出激光束用一付(两只)全反射组合合光棱镜合而为一路输出激光束。长方形玻璃片存在着一条通体反90度(转270度)的全反射线路，作简要说明如下对于一定粗细的光束来说，对应存在着一类有一定尺寸要求的长方形玻璃片，在玻璃体内在平面方向上存在着一条有趣的全反射线路，其特征是1.反射皆为反90度(转270度)的全反射;2.光束经纵横全反射后能扫及玻璃的每一部位(通体)，既不重复也无遗漏;3.反射线路的首尾在对角或邻角上，不会首尾衔接。采用上述方案，好处如下1.长方形活性物质面积的增加不存在难以克服的限制，故增加激光器的功率也就变得容易;2.可利用使活性物质受激率最高的长方体厚度提高效率;3.谐振采用的对光的反射是非反零度(转360度)反射，在活性物质内用反90度(转270度)全反射，因反射损失随光线的反转度的增加而增大，故谐振器的反射损失减少，效率提高。下面结合附图用实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1是首尾在邻角的单线通体反90度全反射玻璃片。图2是首尾在对角的单线通体反90度全反射玻璃片。图3是首端在同角的双线通体反90度全反射玻璃片。图4是首端在邻角的双线通体反90度全反射玻璃片。图5是使光折转360度的反射棱镜组。图6是使光折转90度的组合反射棱镜。图7是长方形片状谐振器示意图。图8是六边形环状谐振器示意图。图9是全反射组合棱镜合光组合镜。图10是长方形谐振片光泵纵剖面构造图。图11是正六角形谐振筒光泵纵剖面(半边)构造图。图中1-18.光反射转折点a.光线入射面A.光线出射线b.第2光线入射面B.第2光线出射线ab.半透明反射镜p.棒状活性物质c.60度反射棱镜d.120度全反射棱镜e.90度全反射棱镜f.150度全反射棱镜g.全反射组合合光棱镜21.31.氙灯22.32.镜座23.33.抛物面全反射透镜24.谐振片34.谐振筒图1-4是长方形玻璃片通体反90度(转270度)全反射线路图。在图1中，若平行光束从光线入射面(a)垂直射入，则该光束的中心轴线经光线反射转折点1、2、3……11、12、13，最后成光线出射线(A)射出。在玻璃片内每一部位皆被光束左右上下各扫及一次(通体)。因玻璃发生全反射的临界角是42度，而反90度(转270度)反射的光线的入射角(45度)大于其临界角，故发生的是全反射。图1中发生通体全反射的光束是单束光，光束的首尾处于玻璃片的邻角上。图2中发生通体全反射的光束也是单束光，但光束的首尾处于玻璃片的对角上，其它情况同图1。图3中有两束光一束从光线入射面(a)垂直射入，光束轴经光线反射转折点1、3、5、7、9，最后成光线出射线(A)射出;另一束从第2光线入射面(b)垂直射入，光束轴经光线反射转折点2、4、6、8、10、12、14，最后成第2光线出射线(B)射出。从图3可以看出若把光线入射面(a)、(b)所处的玻璃片缺角补上，则A、B两束光束可合并成单束。图4中的情况类同图3，所不同的是A、B两束光不能用补缺角的方法合并。从图1-4可确认长方形玻璃片内确实存在一条(或两条)通体反90度(转270度)的全反射线路。这就为激光谐振器提供了一种新的谐振方法，因为活性物质的折射率大于玻璃的折射率，所以上述的通体全反射线路在长方形活性物质(片)中也必定存在。现把图1-4所示的玻璃片改作用活性物质，在各图中，在光线入射面(a)上放置不透明的平板反射镜，在光线出射线(A)射出的端面上放置半透明的平板反射镜，于是性能比棒状谐振器优越的长方形片状谐振器就可以形成(图3、图4还可以构成有两路输出的谐振器)。图5所示的是使光束能折转360度的反射棱镜的组合。棒状活性物质(p)首端的出射光束经60度反射棱镜(c)后，一束由光线出射线(A)折射出来就成了激光器的第一路输出;另一束反射射向120度全反射棱镜(d)，再经两个90度全反射棱镜(e)就变成了棒状活性物质(p)的入射光束，参与谐振把光放大。棒状活性物质(p)尾端的出射光束经90度全反射棱镜(e)及120度全反射棱镜(d)的传导再经60度反射棱镜(c)后，束由第2光线出射线(B)折射出来就成了激光器的第二路输出;另一束反射射入棒状活性物质(p)，参与谐振把光放大。这样一来，棒状活性物质(p)两端的反零度(转360度)损失较大的反射镜就被损失较小的反射棱镜组取代了。该可分出激光输出及参与谐振两路光束的棱镜组不仅适用于棒状谐振器，主要地它是为长方形片状谐振器而提出的。在如图2所示的长方形片状谐振器中，在光线出射线(A)射出的前端套上图5中的60度反射棱镜(c)，在光线入射面(a)的后端套上如图5所示的第2级90度全反射棱镜(e)，然后调节60度反射棱镜(c)到120度全反射棱镜(d)之间反射光束的轴向距离及两个90度全反射棱镜(e)所导光束的轴向距离，就可使谐振光路导通，既能有反射分光束继续参与谐振，又能有折射分光束作为激光器的输出。在图5中60度反射棱镜(c)及120度全反射棱镜(d)相互配合后，1.能把所导光束折转180度;2.能产生折射分光束作为激光器的输出。至于具体取什么角度(不一定是60度配120度)合适要视具体情况定。图6所示的是使光束能折转90度的连体组合棱镜。光束中心轴线经光反射转折点14射出的光束经60度反射棱镜(c)后在光线出射线(A)的方向上有折射分光束作为激光器的第一路输出;而另一束反射分光束经连体的150度全反射棱镜(f)后使光束的中心轴线射向光反射转折点16，使之进入谐振器片去参与谐振。光束中心轴线经光反射转折点16射出的光束经150度全反射棱镜(f)再经连体的60度反射棱镜(c)后在第2光线出射线(B)的方向上有折射分光束作为激光器的第二路输出;而另一束反射分光束的中心轴线射向光反射转折点14，使之进入谐振片去参与谐振。所导光束经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光谐振器，由活性物质及光的反射镜组成，其特征是：ａ. 活性物质制成长方形的通体反９０度（转２７０度）全反射谐振片；ｂ. 用全反射棱镜作导通光路用；ｃ. 用非全反射棱镜既传导谐振光束又输出激光束；ｄ. 用两只全反射组合棱镜把两束 输出激光合为一束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈端生，
申请(专利权)人：陈端生，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]