一種折疊腔激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種折疊腔激光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 諧振腔是固態(tài)激光器的重要組成部分，激光器的模式特性、光束質(zhì)量、穩(wěn)定性和輸 出功率等在很大程度上取決于激光諧振腔設(shè)計(jì)。因此，諧振腔是激光器的核心，諧振腔的設(shè) 計(jì)是當(dāng)前激光器研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。
[0003] 目前現(xiàn)有的折疊腔激光器的諧振腔一般為V型腔、Z型腔、U型腔或Μ型腔。傳統(tǒng)的折 疊腔設(shè)計(jì)存在以下缺陷：（1)折疊效率不高，要達(dá)到高的折疊效率，需要要增加反射鏡的數(shù) 量，增加成本，同時(shí)會(huì)引入曲面反射鏡，使腔內(nèi)光束產(chǎn)生色散；（2)器件安裝和光路調(diào)試過程 中需要調(diào)節(jié)鏡片的的安裝方位，從而增加了調(diào)試難度；（3)由于各個(gè)鏡片所屬模塊屬于可調(diào) 模塊，增加了激光器的不穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種折疊腔激光器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中折疊效率不高、調(diào) 試難度大以及激光器不穩(wěn)定的問題。
[0005] -種折疊腔激光器，包括分別設(shè)置在一圓周等分點(diǎn)上的一個(gè)半反射鏡以及至少兩 個(gè)全反射鏡，光依次在所述半反射鏡以及全反射鏡之間傳播，所述半反射鏡垂直于所述半 反射鏡與處于所述半反射鏡光路上的下一個(gè)全反射鏡的連線，位于光路終點(diǎn)的全反射鏡角 度可調(diào)節(jié)，且垂直于所述位于光路終點(diǎn)的全反射鏡與處于所述位于光路終點(diǎn)的全反射鏡光 路上的上一個(gè)全反射鏡的連線，其余半反射鏡和全反射鏡固定。
[0006] 優(yōu)選地，所述激光器還包括位于所述半反射鏡和處于所述半反射鏡光路上的下一 個(gè)全反射鏡之間的栗浦源和增益介質(zhì)。
[0007] 優(yōu)選地，所述栗浦源為大功率激光器，所述增益介質(zhì)為Nd: YAG和Nd: YLF。
[0008] 優(yōu)選地，所述全反射鏡的數(shù)量為兩個(gè)。
[0009] 優(yōu)選地，所述全反射鏡的數(shù)量為四個(gè)。
[0010]優(yōu)選地，所述位于光路終點(diǎn)的全反射鏡上附有鎖模器件。
[0011]優(yōu)選地，所述鎖模器件為半導(dǎo)體飽和吸收體、石墨烯、碳納米管。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例中一種折疊腔激光器，將半徑為r的圓周5等分，在5等分點(diǎn)上分別設(shè) 置一個(gè)半反射鏡以及四個(gè)全反射鏡，其中，光路終點(diǎn)的全反射鏡可調(diào)節(jié)角度，其余半反射鏡 和全反射鏡均固定。調(diào)整時(shí)只需要調(diào)整光路終點(diǎn)的全反射鏡即可，避免了復(fù)雜的調(diào)整過程。 并且，通過此種幾何設(shè)計(jì)，能夠有效的提高諧振腔的壓縮效率，便于激光器的維護(hù)，激光器 也較穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0013] 為了更清楚地說明本發(fā)明發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本發(fā)明發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014] 圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種折疊腔激光器的俯視圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種折疊腔激光器的俯視圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的一種折疊腔激光器的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018] 參照?qǐng)D1，為第一實(shí)施例中提供的一種折疊腔激光器的俯視圖，該折疊腔激光器主 要包括第一半反射鏡100、第一全反射鏡101、第二全反射鏡102、第三全反射鏡103、第四全 反射鏡104、第一栗浦源105和第一增益介質(zhì)106。所述第一半反射鏡100、第一全反射鏡101、 第二全反射鏡102、第三全反射鏡103、第四全反射鏡104分別置于半徑為r的圓的五等分點(diǎn) 上，其中所述第一全反射鏡101、第二全反射鏡102和第四全反射鏡104垂直于對(duì)應(yīng)的半徑， 所述第一半反射鏡100垂直于所述第一半反射鏡100和第二全反射鏡102的連線，所述第三 全反射鏡103垂直于所述第一全反射鏡101和第三全反射鏡103的連接線。為了避免光路在 腔內(nèi)相交，入射光線應(yīng)在垂直于平面方向上存在微小的角度，但對(duì)平面內(nèi)光路無影響。這 樣，光路在諧振腔內(nèi)的平面?zhèn)鬏斅肪€將嚴(yán)格按照如圖1中實(shí)線所示的路線進(jìn)行。對(duì)應(yīng)圓的半 徑為r時(shí)，光在諧振腔內(nèi)的光程可以根據(jù)幾何原理計(jì)算出來，如圖1所示的光路，光程為 7.6r。進(jìn)而形成星型的腔內(nèi)激光諧振。為了實(shí)現(xiàn)增益，所述第一栗浦源105和第一增益介質(zhì) 106均位于所述第一半反射鏡100和第二全反射鏡102之間，也可根據(jù)設(shè)計(jì)要求而定所述第 一栗浦源105的位置。
[0019] 在搭建激光器時(shí)，只要根據(jù)如圖1所示的圓周，即可完成相應(yīng)折疊腔的搭建，按照 要求放置所述第一半反射鏡100、第一全反射鏡101、第二全反射鏡102和第四全反射鏡104， 最后調(diào)整所述第三全反射鏡103,使其垂直于所述第一全反射鏡101反射的光線即可，操作 方便簡(jiǎn)單易行，避免了復(fù)雜的調(diào)整過程。其次，倘若光路中出現(xiàn)光路偏轉(zhuǎn)問題，可以排除所 述第一半反射鏡100、第一全反射鏡101、第二全反射鏡102和第四全反射鏡104,只需要調(diào)整 所述第三全反射鏡103即可。同時(shí)，通過此種幾何設(shè)計(jì)，能夠有效的提高諧振腔的壓縮效率， 便于激光器的維護(hù)。
[0020] 在本實(shí)施例中，所述第一半反射鏡100、第一全反射鏡101、第二全反射鏡102、第三 全反射鏡103和第四全反射鏡104均采用平面鏡，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定有效的激光諧振腔。所述第 一栗浦源105和第一增益介質(zhì)106,目前栗浦源多采用高功率激光器，增益介質(zhì)多為Nd:YAG 和Nd:YLF。所述第一增益介質(zhì)106從所述第一栗浦源105獲得激勵(lì)能量，實(shí)現(xiàn)光放大，光在諧 振腔內(nèi)多次振蕩，放大，實(shí)現(xiàn)高能量、高光束質(zhì)量的激光器輸出。
[0021] 參照?qǐng)D2,為第二實(shí)施例提供的一種折疊腔激光器的俯視圖，該V型折疊腔包括第 二半反射鏡200、第五全反射鏡201、第二全反射鏡202、第二栗浦源203和第二增益介質(zhì)204。 其結(jié)構(gòu)和第一實(shí)施例類似，在此不做贅述。
[0022] 參照?qǐng)D3,為第三實(shí)施例提供的一種折疊腔激光器的俯視圖，該折疊腔包括第三半 反射鏡300、第七全反射鏡301、第八全反射鏡302、第九全反射鏡303、第十全反射鏡304、第 三栗浦源305和第三增益介質(zhì)306,其結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例類似，在此不做贅述。該折疊腔還包 括鎖模器件307,目前的鎖模器件包括半導(dǎo)體飽和吸收體、石墨烯、碳納米管，可以將上述材 料附在所述第九全反射鏡303上，作為可飽和吸收體，對(duì)激光器進(jìn)行鎖模，得到短脈沖甚至 是超短脈沖輸出。在以上實(shí)現(xiàn)的鎖模激光器中，脈沖的重復(fù)頻率與諧振腔長(zhǎng)滿足的關(guān)系為 / = ^，其中，f為重頻，c為光速，η為折射率，L為腔長(zhǎng)，由此可知，要獲得幾兆赫茲的脈沖 光，對(duì)應(yīng)的腔長(zhǎng)達(dá)到幾米長(zhǎng)。
[0023] 綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例中一種折疊腔激光器，將半徑為r的圓周5等分，在5等分 點(diǎn)上分別設(shè)置一個(gè)半反射鏡以及四個(gè)全反射鏡，其中，光路終點(diǎn)的全反射鏡可調(diào)節(jié)角度，其 余半反射鏡和全反射鏡均固定。調(diào)整時(shí)只需要調(diào)整光路終點(diǎn)的全反射鏡即可，避免了復(fù)雜 的調(diào)整過程。并且，通過此種幾何設(shè)計(jì)，能夠有效的提高諧振腔的壓縮效率，便于激光器的 維護(hù)，激光器也較穩(wěn)定。
[0024]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造 性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu) 選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0025]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種折疊腔激光器，其特征在于，包括分別設(shè)置在一圓周等分點(diǎn)上的一個(gè)半反射鏡 以及至少兩個(gè)全反射鏡，光依次在所述半反射鏡以及全反射鏡之間傳播，所述半反射鏡垂 直于所述半反射鏡與處于所述半反射鏡光路上的下一個(gè)全反射鏡的連線，位于光路終點(diǎn)的 全反射鏡角度可調(diào)節(jié)，且垂直于所述位于光路終點(diǎn)的全反射鏡與處于所述位于光路終點(diǎn)的 全反射鏡光路上的上一個(gè)全反射鏡的連線，其余半反射鏡和全反射鏡固定。2. 如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器還包括位于所述半反射鏡和處 于所述半反射鏡光路上的下一個(gè)全反射鏡之間的栗浦源和增益介質(zhì)。3. 如權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于，所述栗浦源為大功率激光器，所述增益介 質(zhì)為 Nd:YAG 和 Nd:YLF。4. 如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述全反射鏡的數(shù)量為兩個(gè)。5. 如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述全反射鏡的數(shù)量為四個(gè)。6. 如權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述位于光路終點(diǎn)的全反射鏡上附有鎖模 器件。7. 如權(quán)利要求6所述的激光器，其特征在于，所述鎖模器件為半導(dǎo)體飽和吸收體、石墨 烯、碳納米管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種折疊腔激光器，涉及激光技術(shù)領(lǐng)域。所述折疊腔激光器將半徑為r的圓周5等分，在5等分點(diǎn)上分別設(shè)置一個(gè)半反射鏡以及四個(gè)全反射鏡，其中，光路終點(diǎn)的全反射鏡可調(diào)節(jié)角度，其余半反射鏡和全反射鏡均固定。調(diào)整時(shí)只需要調(diào)整光路終點(diǎn)的全反射鏡即可，避免了復(fù)雜的調(diào)整過程。并且，通過此種幾何設(shè)計(jì)，能夠有效的提高諧振腔的壓縮效率，便于激光器的維護(hù)，激光器也較穩(wěn)定。
【IPC分類】H01S3/081
【公開號(hào)】CN105514777
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610077090
【發(fā)明人】徐莉, 丁路霜, 張賀, 徐英添, 金亮, 鄒永剛, 趙鑫, 李洋, 馬曉輝
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)春理工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月30日