一种光纤激光器的高效光电转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光纤激光器的高效光电转换装置，该装置包括三个泵浦单元、光学谐振腔、Nd:YAG棒、固定封装支座、防尘垫、固定底座。光学谐振腔为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，其外壁涂覆有高反银层，光学谐振腔上与每一所述泵浦单元相对的位置开设入射窗口，泵浦光从二极管发射经入射窗口照射到Nd:YAG棒上，部分泵浦光被吸收，未被吸收的泵浦光被高反银层反射，反射光再次射到Nd:YAG棒上,再次被吸收。本方案中的对称六边横向布拉格波导结构使发散角角度有效降低，从而使能量损失大幅减少。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种光纤激光器的高效光电转换装置，该装置包括三个泵浦单元、光学谐振腔、Nd:YAG棒、固定封装支座、防尘垫、固定底座。光学谐振腔为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，其外壁涂覆有高反银层，光学谐振腔上与每一所述泵浦单元相对的位置开设入射窗口，泵浦光从二极管发射经入射窗口照射到Nd:YAG棒上，部分泵浦光被吸收，未被吸收的泵浦光被高反银层反射，反射光再次射到Nd:YAG棒上,再次被吸收。本方案中的对称六边横向布拉格波导结构使发散角角度有效降低，从而使能量损失大幅减少。【专利说明】一种光纤激光器的高效光电转换装置
本技术属于半导体器件
，具体涉及一种光纤激光器的高效光电转换装置。
技术介绍
固体激光器以光为激励源，根据不同的激励源可分为灯泵浦固体激光器和二极管泵浦固体激光器。一直以来，二极管泵浦固体激光器的最大缺点之一是其较大的发散角及椭圆形出光光斑，这使得出光光束质量较差，直接影响到实际应用。目前商业化的二极管泵浦固体激光器采用全反射波导结构，其原理如图1所示，泵浦光从泵浦单元81、82、83发射照射到Nd = YAG棒3上，部分泵浦光被Nd = YAG棒3吸收，未被吸收的泵浦光穿过Nd = YAG棒3后照射到冷却聚光管7的高反银层9后进行反射，只有反射到Nd: YAG棒3上的反射光才能被Nd = YAG棒3吸收，NdiYAG棒3吸收了泵浦光的能量后其中的Nd离子被激发发出激光。上述技术方案中，冷却聚光管7实质上是一个光学谐振腔,该方案中的光学谐振腔为圆型结构，Nd:YAG棒3发出的光也要经过高反银层9的多次反射后从冷却聚光管7的端面射出。而圆形截面的冷却聚光管输出的光的发散角较大，可高达30° -60°，使得激光器最终输出的光束的光斑质量差，具有较大的能量损失。
技术实现思路
为解决半导体激光器中现有的发散角较大、能量损失较高的技术问题，本技术提供了一种光纤激光器的高效光电转换装置，光学谐振腔采用对称的六边形，形成六边横向布拉格反射波导结构，该结构通过光子禁带原理进行光学导波，可以有效压缩激光的发散角，降低能量损失。为解决上述技术问题，本技术提供一种光纤激光器的高效光电转换装置，包括:三个泵浦单元，每一个所述泵浦单元包括至少一只激光二极管；光学谐振腔，为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，所述光学谐振腔外壁涂覆有高反银层，所述光学谐振腔上与每一所述泵浦单元相对的位置开设入射窗口 ；Nd: YAG棒，设置于所述光学谐振腔内；所述激光二极管发射的激光通过所述入射窗口射入所述光学谐振腔内，直接被所述Nd:YAG棒吸收或者经过所述光学谐振腔内壁的多次反射后被所述Nd: YAG棒吸收。还包括固定封装支座，其包括固定光电转换装置的固定底座以及封装盖，所述光电转换装置固定设置于所述固定底座上后所述封装盖扣合在所述固定底座上进行密封；在所述光学谐振腔外壁与所述光学谐振腔贴合设置有水冷通路；所述水冷通路的入口和出口引出至所述固定封装支座外。还包括防尘垫，所述防尘垫设置于所述封装盖与所述固定底座之间。每一个所述泵浦单元包括三只激光二极管。所述泵浦单元的驱动电压小于或等于24V，驱动电流小于或等于15A。本技术中的上述技术方案至少具有以下有益效果:(I)本技术所述的光纤激光器的高效光电转换装置，其中的光学谐振腔为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，该结构可使快、慢轴发散角可以被降低到7.5°和7.2°，出光光斑为近圆形，能量损失小。该结构设计很适合加入倍频晶体或通过其他方法得到不同波长的光，可用于工业、科研、医疗、军工等领域，如打标、雕刻、切割等。(2)本技术所述的光纤激光器的高效光电转换装置，还包括固定封装支座，其包括固定光电转换装置的固定底座以及封装盖，所述光电转换装置固定设置于所述固定底座上后所述封装盖扣合在所述固定底座上进行密封；在所述光学谐振腔外壁与所述光学谐振腔贴合设置有水冷通路；所述水冷通路的入口和出口引出至所述固定封装支座外。该方案中通过设置水冷通路可以有效对器件进行降温以进一步降低器件的能耗。(3)本技术所述的光纤激光器的高效光电转换装置，还包括防尘垫，所述防尘垫设置于所述封装盖与所述固定底座之间。通过设置防尘垫能够有效避免外界环境中的灰尘等杂质进入到器件内部，对器件造成损坏。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图1为现有技术中的一种二极管泵浦固体激光器泵浦结构的结构示意图；附图2为本技术一个实施例中光纤激光器的高效光电转换装置的结构示意图；附图3为图2所示结构示意图的A - A向剖视图；附图4为图3图中光学谐振腔部分结构的放大示意图；图中序号为1-固定封装支座，2 -封装盖，13 -防尘垫，4 -固定底座，5 -水冷通路的入口，6 -水冷通路的出口，8 -光学谐振腔，14 -泵浦单元，15 -高反银层，16 - Nd =YAG棒。【具体实施方式】本实施例提供一种光纤激光器的高效光电转换装置，如图2、图3和图4所示，其包括:三个泵浦单元14，每一个所述泵浦单元14包括至少一只激光二极管；光学谐振腔8，为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，所述光学谐振腔8外壁涂覆有高反银层15，所述光学谐振腔8上与每一所述泵浦单元14相对的位置开设入射窗口 ；Nd: YAG棒16，设置于所述光学谐振腔8内；所述激光二极管发射的激光通过所述入射窗口射入所述光学谐振腔8内，直接被所述Nd:YAG棒16吸收或者经过所述光学谐振腔8内壁的多次反射后被所述Nd: YAG棒16吸收。本实施例中的上述技术方案，其中的光学谐振腔8为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，该结构可使发散角降低到7.5° ,出光光斑为近圆形，能量损失小。该结构设计很适合加入倍频晶体或通过其他方法得到不同波长的光，可用于工业、科研、医疗、军工等领域，如打标、雕刻、切割等。其具体原理为通过光子禁带原理进行光学导波，所限制模式为光学缺陷模式，可以有效压缩激光的远场发散角。同时，令器件工作于808nm，输出功率>2W，斜率效率0.531W/A时，快、慢轴发散角可以被降低到7.5°和7.2°，使得出光光斑近圆形，有效降低了能量损失。进一步地，还包括固定封装支座1，其包括固定光电转换装置的固定底座4以及封装盖2，所述光电转换装置固定设置于所述固定底座4上后所述封装盖2扣合在所述固定底座4上进行密封；在所述光学谐振腔8外壁与所述光学谐振腔8贴合设置有水冷通路；所述水冷通路的入口 5和出口 6引出至所述固定封装支座I外。还包括固定封装支座I，其包括固定光电转换装置的固定底座4以及封装盖2，所述光电转换装置固定设置于所述固定底座4上后所述封装盖2扣合在所述固定底座4上进行密封；在所述光学谐振腔8外壁与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光器的高效光电转换装置，其特征在于，包括：三个泵浦单元，每一个所述泵浦单元包括至少一只激光二极管；光学谐振腔，为空心六棱柱状结构的透明的石英玻璃管形成的六边横向布拉格反射波导结构，所述光学谐振腔外壁涂覆有高反银层，所述光学谐振腔上与每一所述泵浦单元相对的位置开设入射窗口；Nd:YAG棒，设置于所述光学谐振腔内；所述激光二极管发射的激光通过所述入射窗口射入所述光学谐振腔内，直接被所述Nd:YAG棒吸收或者经过所述光学谐振腔内壁的多次反射后被所述Nd:YAG棒吸收。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱旭东，
申请(专利权)人：乐清市佳速激光有限公司，
类型：实用新型
国别省市：