激光器及其增益介質(zhì)組件制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種激光器及其增益介質(zhì)組件。增益介質(zhì)組件包括薄片增益介質(zhì)及透明介質(zhì)。由于透明介質(zhì)的光學(xué)面具有2N個(gè)入射面。因此，同時(shí)可采用N束泵浦光進(jìn)行泵浦。N束泵浦光可分別從N個(gè)相鄰的入射面入射。N個(gè)泵浦源可分別產(chǎn)生泵浦光，每個(gè)泵浦源所產(chǎn)生的泵浦光從其中一個(gè)入射面入射，經(jīng)過(guò)薄片增益介質(zhì)的吸收后，激發(fā)激光。泵浦光的總功率相當(dāng)于N束泵浦光的功率之和，而且N束泵浦光從不同的方向入射可提高薄片增益介質(zhì)的吸收率。相比傳統(tǒng)的激光器的單個(gè)泵浦源泵浦，上述激光器通過(guò)上述增益介質(zhì)組件，無(wú)需采用高功率、高亮度的泵浦源，以及復(fù)雜的光學(xué)回路設(shè)計(jì)即可達(dá)到對(duì)激光功率的要求。因此，上述激光器能有效提高激光輸出的質(zhì)量及穩(wěn)定性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種激光器及其增益介質(zhì)組件。增益介質(zhì)組件包括薄片增益介質(zhì)及透明介質(zhì)。由于透明介質(zhì)的光學(xué)面具有2N個(gè)入射面。因此，同時(shí)可采用N束泵浦光進(jìn)行泵浦。N束泵浦光可分別從N個(gè)相鄰的入射面入射。N個(gè)泵浦源可分別產(chǎn)生泵浦光，每個(gè)泵浦源所產(chǎn)生的泵浦光從其中一個(gè)入射面入射，經(jīng)過(guò)薄片增益介質(zhì)的吸收后，激發(fā)激光。泵浦光的總功率相當(dāng)于N束泵浦光的功率之和，而且N束泵浦光從不同的方向入射可提高薄片增益介質(zhì)的吸收率。相比傳統(tǒng)的激光器的單個(gè)泵浦源泵浦，上述激光器通過(guò)上述增益介質(zhì)組件，無(wú)需采用高功率、高亮度的泵浦源，以及復(fù)雜的光學(xué)回路設(shè)計(jì)即可達(dá)到對(duì)激光功率的要求。因此，上述激光器能有效提高激光輸出的質(zhì)量及穩(wěn)定性。【專(zhuān)利說(shuō)明】激光器及其增益介質(zhì)組件
本專(zhuān)利技術(shù)涉及激光領(lǐng)域，特別是涉及一種激光器及其增益介質(zhì)組件。
技術(shù)介紹
全固態(tài)激光器是指以半導(dǎo)體激光器作為泵浦源的固體激光器，目前最具潛力的激光源之一。全固態(tài)激光器中的薄片增益介質(zhì)一般采用厚度很小而橫向尺寸較大的薄片狀材料作為激光的增益介質(zhì)。為了達(dá)到所需要的激光功率，一般的激光器需要采用高功率、高亮度的泵浦源泵浦，對(duì)泵浦源要求較高。而且，為了提高泵浦光的吸收效率，必須要使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光學(xué)折反射系統(tǒng)使泵浦光多次通過(guò)薄片增益介質(zhì)以提高泵浦光的吸收效率，成本較高，且調(diào)節(jié)復(fù)雜。而一般將薄片增益介質(zhì)固定在高熱導(dǎo)率的紫銅冷卻熱沉上。冷卻熱沉中有冷卻液微通道，冷卻液微通道內(nèi)有高速流動(dòng)的冷卻液。熱量首先通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式從薄片增益介質(zhì)傳導(dǎo)到冷卻熱沉中，然后在冷卻液微通道內(nèi)與冷卻液進(jìn)行熱交換，然后由高速流動(dòng)的冷卻液將熱量帶走。因此，冷卻熱沉能夠?yàn)楸∑鲆娼橘|(zhì)背面提供冷卻。在高功率運(yùn)行時(shí)，容易導(dǎo)致冷卻力度不夠。因此，會(huì)導(dǎo)致薄片增益介質(zhì)中溫度最高，而邊緣處溫度較低，進(jìn)而造成薄片增益介質(zhì)中心處向外膨脹，形成類(lèi)似倒扣的“碗狀”變形，進(jìn)而帶來(lái)熱透鏡效應(yīng)。另外，由于調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)雜，其中一個(gè)環(huán)節(jié)出故障的概率加大，從而影響激光器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，使得傳統(tǒng)的激光器的激光輸出質(zhì)量及穩(wěn)定性不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
基于此，有必要針對(duì)提供一種能有效提高激光輸出的質(zhì)量及穩(wěn)定性的激光器及其增益介質(zhì)組件。一種增益介質(zhì)組件，包括:薄片增益介質(zhì)，呈板狀結(jié)構(gòu)，所述薄片增益介質(zhì)的一面為后表面；及與所述薄片增益介質(zhì)的折射率相同的透明介質(zhì)，所述透明介質(zhì)包括棱錐形的光學(xué)面，所述光學(xué)面包括底面及2N個(gè)沿底面的邊緣延伸，且呈三角形的入射面，N為大于等于2的整數(shù)，所述底面與所述薄片增益介質(zhì)背向所述后表面的一側(cè)緊密貼合。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明介質(zhì)還包括圓形底板，所述底面與所述圓形底板緊密貼合，所述薄片增益介質(zhì)與所述圓形底板遠(yuǎn)離所述底面的一側(cè)緊密貼合。在其中一個(gè)實(shí)施例中，其特征在于，所述入射面上鍍?cè)O(shè)有對(duì)所述泵浦光及激光高透射的高透膜層。在其中一個(gè)實(shí)施例中，其特征在于，透明介質(zhì)呈四棱錐體形，所述底面為矩形。一種激光器，包括起支撐作用的底座、產(chǎn)生泵浦光的泵浦源、用于輸出所述泵浦光的光輸出組件、對(duì)激光高反射而對(duì)泵浦光高透射的激光反射鏡及對(duì)泵浦光高反射的激光輸出鏡，所述泵浦源、所述激光反射鏡及所述激光輸出鏡安裝于所述底座上，所述激光反射鏡位于所述光輸出組件的前端，所述激光器還包括:如上述優(yōu)選實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的增益介質(zhì)組件，所述增益介質(zhì)組件安裝于所述底座上；所述泵浦源為N個(gè)，且N個(gè)所述泵浦源產(chǎn)生的泵浦光分別從N個(gè)相鄰的所述入射面垂直入射；其中，所述激光輸出境與其中一個(gè)所述入射面相對(duì)設(shè)置，所述泵浦光經(jīng)所述透明介質(zhì)進(jìn)入所述薄片增益介質(zhì)，并使所述薄片增益介質(zhì)激發(fā)以產(chǎn)生激光，所述激光輸出鏡與所述激光反射鏡形成諧振腔，所述激光經(jīng)所述后表面反射，在所述激光輸出鏡與所述激光反射鏡之間來(lái)回反射。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括固定于所述底座的冷卻裝置，所述冷卻裝置包括冷卻腔體、后蓋以及用于冷卻液進(jìn)出的進(jìn)液口及出液口，所述冷卻腔體為兩端開(kāi)口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，所述后蓋密封所述冷卻腔體一端的開(kāi)口 ；所述薄片增益介質(zhì)安裝于所述冷卻腔體背向所述后蓋的一端，并將所述冷卻腔體背向所述后蓋的一端密封，以與所述后蓋及所述冷卻腔體形成用于收容所述冷卻液的密閉空腔，所述后表面位于所述密閉空腔內(nèi)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述入射面與所述底面的夾角大于等于arcsin(^),(0°<o<9(r)，以使所述泵浦光及所述激光在所述后表面發(fā)生全反射，其中，nl為所述薄片增益介質(zhì)對(duì)所述泵浦光的折射率，n2為所述冷卻液對(duì)所述泵浦光的折射率，且nl大于n20在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括泵浦光反射鏡，所述泵浦光反射鏡與兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的所述入射面中一個(gè)平行設(shè)置，從另一個(gè)所述入射面入射的泵浦光，在所述后表面發(fā)生全反射后，射向所述泵浦光反射鏡，并在所述泵浦光反射鏡的表面發(fā)生反射，以將所述泵浦光反射至所述薄片增益 介質(zhì)內(nèi)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底座上設(shè)有直線導(dǎo)軌，所述冷卻裝置及所述薄片增益介質(zhì)可滑動(dòng)地安裝于所述直線導(dǎo)軌上，且所述薄片增益介質(zhì)相對(duì)于所述冷卻裝置固定。在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括安裝結(jié)構(gòu)，所述透明介質(zhì)還包括圓形底板，所述安裝結(jié)構(gòu)包括:固定架，可滑動(dòng)的設(shè)于所述直線導(dǎo)軌上，所述固定架呈板狀結(jié)構(gòu)，且其上端設(shè)有半圓形的第一凹槽，所述冷卻腔體收容于所述第一凹槽內(nèi)；壓板，其下端設(shè)有半圓形的第二凹槽，所述壓板固定于所述固定架上，以使所述冷卻腔體夾持于所述第一凹槽與所述第二凹槽的底部之間；安裝板，其上設(shè)有圓形安裝孔，所述安裝孔的直徑小于所述圓形底板的直徑，所述透明介質(zhì)穿設(shè)于所述安裝孔內(nèi)，所述安裝板將所述圓形底板壓持于所述冷卻腔體的開(kāi)口的邊緣，以使所述密封腔體密封；螺紋緊固件，依次與所述固定架及所述安裝板螺合，以將所述安裝板固定于所述固定架上。上述激光器及增益介質(zhì)組件，由于透明介質(zhì)的光學(xué)面具有2N個(gè)入射面。因此，可同時(shí)采用N束泵浦光進(jìn)行泵浦。N束泵浦光可分別從N個(gè)相鄰的入射面入射。N個(gè)泵浦源可分別產(chǎn)生泵浦光，每個(gè)泵浦源所產(chǎn)生的泵浦光從其中一個(gè)入射面入射，經(jīng)過(guò)薄片增益介質(zhì)的吸收后，激發(fā)激光。泵浦光的總功率相當(dāng)于N束泵浦光的功率之和，而且N束泵浦光從不同的方向入射可提高薄片增益介質(zhì)的吸收率。相比傳統(tǒng)的激光器的單個(gè)泵浦源泵浦，上述激光器通過(guò)上述增益介質(zhì)組件，無(wú)需采用高功率、高亮度的泵浦源，以及復(fù)雜的光學(xué)回路設(shè)計(jì)即可達(dá)到對(duì)激光功率的要求。因此，上述激光器能有效提高激光輸出的質(zhì)量及穩(wěn)定性。【專(zhuān)利附圖】【附圖說(shuō)明】圖1為本專(zhuān)利技術(shù)較佳實(shí)施例中激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示激光器的爆炸圖；圖3為圖1所示激光器的側(cè)視圖；圖4為圖1所示激光器中透明介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1所示激光器中增益介質(zhì)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)施例中水平方向上的光路圖；圖7為本實(shí)施例中豎直方向上的光路圖。【具體實(shí)施方式】為了便于理解本專(zhuān)利技術(shù)，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本專(zhuān)利技術(shù)的較佳實(shí)施例。但是，本專(zhuān)利技術(shù)可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙建濤，肖磊，龔成萬(wàn)，楊錦彬，寧艷華，高云峰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：