一种纳秒皮秒复合激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种纳秒皮秒复合激光器，其包括用于输出皮秒激光的第一激光源

【技术实现步骤摘要】
一种纳秒皮秒复合激光器


[0001]本专利技术涉及激光加工
，尤其是指一种纳秒皮秒复合激光器
。

技术介绍

[0002]皮秒脉冲具有峰值功率高
、
脉冲宽度窄
、
加工热影响区小等特点，直接升华材料获得无明显热影响区的“冷加工”效果，但存在刻蚀效率低
、
加工时间长等缺陷；纳秒脉冲虽能实现高效加工，但由于脉冲宽度较宽，等离子体屏蔽严重，热影响区较大，又难以控制加工精度
。
[0003]随着工业场景中对激光器加工需求的提高，现有技术中通过使用两台不同输出参数的激光器将两种脉冲结合，使用两套放大光路，进行复合加工时需要更换激光器，并重新调试外光路才能继续正常使用，投入成本高
、
加工效率低
。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中纳秒皮秒两种脉冲分别配置一套放大光路，复合加工时需要反复调试影响加工效率的技术难点，提供一种纳秒皮秒复合激光器，通过同一套放大光路实现能量放大
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种纳秒皮秒复合激光器，其包括，
[0006]第一激光源，其用于输出皮秒激光，所述皮秒激光具有第一偏振态；
[0007]第二激光源，其用于输出纳秒激光，所述纳秒激光具有第二偏振态；其中，所述第一偏振态与所述第二偏振态不同；
[0008]调节波片，所述皮秒激光和所述纳秒激光择一入射所述调节波片，所述调节波片用于调节入射光的偏振态并输出具有第三偏振态的种子光；
[0009]薄膜偏光片，所述第三偏振态的种子光入射所述薄膜偏光片，所述薄膜偏光片用于分离所述种子光为
S
偏振光束和
P
偏振光束；
[0010]功率检测组件，其用于检测所述
S
偏振光束的功率；
[0011]一级放大器，其具有第一激光晶体，所述第一激光晶体具有发射偏振态；其中，所述
P
偏振光束进入所述第一激光晶体后被能量放大；
[0012]控制模块，同时与所述调节波片和所述功率检测组件连接，其用于根据所述
S
偏振光束的功率值调整所述调节波片，使得所述第三偏振态的种子光与所述第一激光晶体的发射偏振态一致
。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，还包括激光源开关，所述激光源开关连接所述第一激光源和所述第二激光源，通过所述激光源开关控制所述纳秒激光和所述皮秒激光择一入射所述调节波片
。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述第一激光源包括相连的皮秒种子源和脉冲选择组件，所述脉冲选择组件与所述激光源开关连接，其用于根据所述激光源开关的控制信号选择所述皮秒种子源的有效脉冲序列，当所述有效脉冲序列被选择时所述皮秒激光入射所述
调节波片
。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述第二激光源包括相连的纳秒种子源和温控组件，所述纳秒种子源与所述激光源开关连接，其用于根据所述激光源开关的控制信号输出所述纳秒种子源的有效脉冲序列；所述温控组件用于调谐所述第二激光源的输出脉冲波长，当所述第二激光源的输出脉冲波长被调谐至目标脉冲波长时所述纳秒激光入射所述调节波片
。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，还包括准直模块，所述第一激光源和所述第二激光源均耦合至所述准直模块的输入端，所述准直模块输出激光至所述调节波片
。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述控制模块根据所述
S
偏振光束的功率值控制电机，并驱动调整所述调节波片的偏置角度，进而调整所述纳秒激光或所述皮秒激光的线偏方向；所述控制模块被配置为当所述功率值最小时停止调整
。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，还包括二级放大器和三级放大器；所述二级放大器包括第二激光晶体，所述三级放大器包括第三激光晶体，所述
P
偏振光束被所述一级放大器能量放大后依次进入所述第二激光晶体和所述第三激光晶体被能量放大
。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述一级放大器还包括依次设置的放大泵浦源
、
准直透镜和聚焦透镜，所述放大泵浦源输出泵光，经所述准直透镜准直和所述聚焦透镜聚焦后进入所述第一激光晶体放大激光能量
。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述一级放大器还包括分别位于所述第一激光晶体两侧相对设置的双色镜，所述
P
偏振光束在所述双色镜之间反射，并在所述第一激光晶体内形成方向相反的两个传播通道
。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，还包括声光调制组件，所述声光调制组件包括声光调制器
、
反射镜和收光筒；激光经所述声光调制器衍射后导入收光筒，形成一级衍射光输出
。
[0022]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0023]本专利技术所述的纳秒皮秒复合激光器，能够自由切换纳秒或皮秒脉冲输出；通过偏振态调整使得复合激光器能够使用同一放大光路对种子激光进行放大，形成大能量输出，且两种脉冲的输出光束指向性一致，加工效果好；相较于现有两台激光器组合使用的方案，集成度和空间利用率更高，可靠性更好，在模式切换时无需反复进行外光路调试，生产成本更低效率更高
。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0025]图1是本专利技术优选实施例中纳秒皮秒复合激光器的模块结构示意图；
[0026]图2是本专利技术优选实施例中固体放大器的结构示意图；
[0027]图3是本专利技术优选实施例中偏振调节组件的结构示意图；
[0028]图4是本专利技术优选实施例中声光调制组件的结构示意图
。
[0029]说明书附图标记说明：
1、
第一激光源；
11、
皮秒种子源；
12、
脉冲选择组件；
2、
第二激光源；
21、
纳秒种子源；
22、
温控组件；
3、
激光源开关；
4、
准直模块；
5、
输出模块；
6、
固体放大器；
60、
偏振调节组件；
600、
透镜一；
602、
调节波片；
604、
薄膜偏光片；
606、
功率检测组件；
608、
控制模块；
61、
一级放大器；
6100、
反射镜一；
6101、
隔离器；
6102、
反射镜二；
611、
双色镜一；
612、
第一激光晶体；
613、
双色镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳秒皮秒复合激光器，其特征在于，包括，第一激光源，其用于输出皮秒激光，所述皮秒激光具有第一偏振态；第二激光源，其用于输出纳秒激光，所述纳秒激光具有第二偏振态；其中，所述第一偏振态与所述第二偏振态不同；调节波片，所述皮秒激光和所述纳秒激光择一入射所述调节波片，所述调节波片用于调节入射光的偏振态并输出具有第三偏振态的种子光；薄膜偏光片，所述第三偏振态的种子光入射所述薄膜偏光片，所述薄膜偏光片用于分离所述种子光为
S
偏振光束和
P
偏振光束；功率检测组件，其用于检测所述
S
偏振光束的功率；一级放大器，其具有第一激光晶体，所述第一激光晶体具有发射偏振态；其中，所述
P
偏振光束进入所述第一激光晶体后被能量放大；控制模块，同时与所述调节波片和所述功率检测组件连接，其用于根据所述
S
偏振光束的功率值调整所述调节波片，使得所述第三偏振态的种子光与所述第一激光晶体的发射偏振态一致
。2.
根据权利要求1所述的纳秒皮秒复合激光器，其特征在于：还包括激光源开关，所述激光源开关连接所述第一激光源和所述第二激光源，通过所述激光源开关控制所述纳秒激光和所述皮秒激光择一入射所述调节波片
。3.
根据权利要求2所述的纳秒皮秒复合激光器，其特征在于：所述第一激光源包括相连的皮秒种子源和脉冲选择组件，所述脉冲选择组件与所述激光源开关连接，其用于根据所述激光源开关的控制信号选择所述皮秒种子源的有效脉冲序列，当所述有效脉冲序列被选择时所述皮秒激光入射所述调节波片
。4.
根据权利要求2所述的纳秒皮秒复合激光器，其特征在于：所述第二激光源包括相连的纳秒种子源和温控组件，所述纳秒种子源与所述激光源开关连接，其用于根据所述激光源开关的控制信号输出所述纳秒种子源的有效脉冲序列；所述温控组件用于调谐所述第二激光源的输出脉冲波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金柱，师红星，夏楠，
申请(专利权)人：苏州国顺激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：