一种高能量高重频纳秒激光系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高能量高重频纳秒激光系统，该系统的本振级通过

【技术实现步骤摘要】
一种高能量高重频纳秒激光系统


[0001]本专利技术涉及全固态激光
，尤其涉及一种高能量高重频纳秒激光系统
。

技术介绍

[0002]高频高能量纳秒激光器是一种能够输出高频率和高能量的纳秒脉冲激光器，它以纳秒级别的脉冲宽度工作，并且具有较高的脉冲能量
。
[0003]在科研领域，高频高能量纳秒激光器可作为染料激光器
、OPO、
钛宝石激光器泵浦源，也可用于粒子图像测速；在光伏领域，此类激光器可用于薄膜太阳能电池和晶硅太阳能电池导电层和绝缘层的烧蚀；在显示领域，可用于激光剥离，导电层的织构化，硅片的有序横向晶化
。
因此，
500Hz
‑
2kHz
重频，
100mJ
单脉冲能量，
10ns
脉宽指标的激光器有明确的市场需求和经济效益
。
[0004]全光纤激光器可实现上述指标，振荡级和放大级均采用全光纤实现，激光器最终由光纤输出
。
[0005]LD
端面泵浦板条激光器（
InnoSlab
技术）亦可实现，目前已知方案为使用光纤激光器作为种子源，
InnoSlab
技术作为放大单元，输出上述指标
。
[0006]但是上述两种实现方式均存在明显不足，其中，光纤激光器为全光纤方案，最终输出由光纤传输，输出发散角较大，应用受限，且无法解决后续二次谐波问题；
InnoSlab
技术可实现类似指标，但技术难度较高，目前国内无类似产品，且元器件需依赖进口，国产器件无法满足使用要求
。

技术实现思路

[0007]本专利技术公开了一种高能量高重频纳秒激光系统，，旨在解决现有技术中存在的技术问题
。
本专利技术采用下述技术方案：本专利技术实施例提供了一种高能量高重频纳秒激光系统，包括沿光路依次设置的连续激光种子光源
、
一级放大级
、
隔离器
、
扩束镜组
、
整形输出单元；连续激光种子光源用于输出连续
LD
端面泵浦并声光调
Q
的本振光；一级放大级用于将本振光进行一级
LD
端面泵浦放大；隔离器用于阻隔返回光；扩束镜组用于将激光光斑匹配至目标尺寸；整形输出单元包括热补偿透镜
、
准直透镜
、Nd:YAG
晶体及至少一对
LD
侧面泵浦模块，整形输出单元能够通过行波放大或全反射对激光进行放大整形，并输出为一束近平行光
。
[0008]作为优选的技术方案，连续激光种子光源包括沿光路依次设置的用于产生连续泵浦光的第一
LD
泵浦源
、
第一准直镜组
、
第一折叠腔镜
、
第一
Nd:YAG
晶体
、
第二折叠腔镜
、
声光调
Q
模块
、
后腔镜
、
第一
TFP、
输出镜；声光调
Q
模块用于调
Q
后产生
10ns
脉宽激光，输出镜用于输出本振光
。
[0009]作为优选的技术方案，一级放大级包括第一平凸透镜
、
第一
45
°
全反镜
、
第一
45
°
反射镜
、
第二
LD
泵浦源
、
第二准直镜组
、
第二
Nd:YAG
晶体
。
[0010]作为优选的技术方案，在连续激光种子光源与一级放大级之间还设有第二
TFP
；在一级放大级与隔离器之间还设有第二
45
°
反射镜；在隔离器与扩束镜组之间设有第二
45
°
全反镜
。
[0011]作为优选的技术方案，隔离器包括沿光路依次设置的第三
TFP、
第一
1/2
波片
、
法拉第旋光器及第四
TFP。
[0012]作为优选的技术方案，扩束镜组包括2倍扩束目镜及2倍扩束物镜，二者用于将激光光斑匹配为
5mm。
[0013]作为优选的技术方案，整形输出单元包括沿光路依次设置的第一偏振片
、
第二
1/2
波片
、
第一准直透镜
、
第一软边光阑
、
第一
LD
侧面泵浦模块
、
第一热补偿透镜
、
第一
90
°
转子
、
第二软边光阑
、
第二
LD
侧面泵浦模块
、
第二准直透镜
、
第三
45
°
全反镜
、
第四
45
°
全反镜
、
第二偏振片
、
第三软边光阑
、
第三
LD
侧面泵浦模块
、
第二热补偿透镜
、
第二
90
°
转子
、
第四软边光阑
、
第四
LD
侧面泵浦模块
、
第三准直透镜
、
第一
1.35
倍缩束目镜
、
第二
1.35
倍缩束目镜
、
第五
45
°
全反镜及第六
45
°
全反镜，第六
45
°
全反镜用于输出近平行光激光
。
[0014]作为优选的技术方案，第一软边光阑
、
第二软边光阑
、
第三软边光阑
、
第四软边光阑用于限制光斑口径，防止溅射；第一准直透镜
、
第二准直透镜
、
第三准直透镜
、
第一热补偿透镜
、
第二热补偿透镜均用于匹配热透镜效应；第一
LD
侧面泵浦模块
、
第二
LD
侧面泵浦模块
、
第三
LD
侧面泵浦模块
、
第四
LD
侧面泵浦模块均被配置为
CW
连续
Bar
条；第一
1.35
倍缩束目镜与第二
1.35
倍缩束目镜用于准直输出光斑；第三
45
°
全反镜
、
第四
45<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，包括沿光路依次设置的连续激光种子光源
、
一级放大级
、
隔离器
、
扩束镜组
、
整形输出单元；所述连续激光种子光源用于输出连续
LD
端面泵浦并声光调
Q
的本振光；所述一级放大级用于将所述本振光进行一级
LD
端面泵浦放大；所述隔离器用于阻隔返回光；所述扩束镜组用于将激光光斑匹配至目标尺寸；所述整形输出单元包括热补偿透镜
、
准直透镜
、Nd:YAG
晶体及至少一对
LD
侧面泵浦模块，所述整形输出单元能够通过行波放大或全反射对激光进行放大整形，并输出为一束近平行光
。2.
根据权利要求1所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，所述连续激光种子光源包括沿光路依次设置的用于产生连续泵浦光的第一
LD
泵浦源
、
第一准直镜组
、
第一折叠腔镜
、
第一
Nd:YAG
晶体
、
第二折叠腔镜
、
声光调
Q
模块
、
后腔镜
、
第一
TFP、
输出镜；所述声光调
Q
模块用于调
Q
后产生
10ns
脉宽激光，所述输出镜用于输出所述本振光
。3.
根据权利要求1所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，所述一级放大级包括第一平凸透镜
、
第一
45
°
全反镜
、
第一
45
°
反射镜
、
第二
LD
泵浦源
、
第二准直镜组
、
第二
Nd:YAG
晶体
。4.
根据权利要求1所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，在所述连续激光种子光源与所述一级放大级之间还设有第二
TFP
；在所述一级放大级与所述隔离器之间还设有第二
45
°
反射镜；在所述隔离器与所述扩束镜组之间设有第二
45
°
全反镜
。5.
根据权利要求1所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，所述隔离器包括沿光路依次设置的第三
TFP、
第一
1/2
波片
、
法拉第旋光器及第四
TFP。6.
根据权利要求1所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，所述扩束镜组包括2倍扩束目镜及2倍扩束物镜，二者用于将激光光斑匹配为
5mm。7.
根据权利要求1‑6任一项所述的高能量高重频纳秒激光系统，其特征在于，所述整形输出单元包括沿光路依次设置的第一偏振片
、
第二
1/2
波片
、
第一准直透镜
、
第一软边光阑
、
第一
LD
侧面泵浦模块
、
第一热补偿透镜
、
第一
90
°
转子
、
第二软边光阑
、
第二
LD
侧面泵浦模块
、
第二准直透镜
、
第三
45
°
全反镜
、
第四
45
°
全反镜
、
第二偏振片
、
第三软边光阑
、
第三
LD
侧面泵浦模块
、
第二热补偿透镜

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，陈然，王伟，
申请(专利权)人：西安卓镭激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：