本发明专利技术涉及一种激光器，其包括一全反镜、一输出镜、一放电管和一工作介质。所述全反镜和输出镜分别设置于所述放电管的两端，由所述全反镜、输出镜和放电管组成一谐振腔，所述工作介质填充于所述谐振腔内。所述全反镜具有一反射面，所述反射面上设置有微结构。所述微结构包括至少一个凹孔。所述凹孔的深度及直径均在0.5λ~2λ之间，其中，λ为所述激光器的工作波长。
【技术实现步骤摘要】
激光器
本专利技术涉及一种激光器。
技术介绍
目前，各类激光器已广泛应用于军事、民用和科学研究等领域。然而，由于大多数激光器（特别是高功率激光器）产生的模式是多模，其光束发散角大，光束中心的光强并不非常明显地高于光束边缘的光强，光束的稳定性也较差。采取“小孔光阑”限模法、“软边光阑”选模法等虽可得到基横模，却又使激光的功率大大下降，效率很低，效果并不理想。通过在激光器的谐振腔内设置特定厚度的相位片，利用光束相干叠加的原理，可以获得光束发散角较小、光强强度较大的激光束。然而，该种激光器仍存在着某些不足之处，如激光束的中心光斑的尺寸还不够小，功率密度尤其是中心功率密度不够大，远距离传输时损耗较高等。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种能够获得具有较小光束发散角、较长焦深、较高功率密度、远距离传输时较小损耗的激光束的激光器。本专利技术提供一种激光器，其包括一全反镜、一输出镜、一放电管和一工作介质，其中，所述全反镜和输出镜分别设置于所述放电管的两端，由所述全反镜、输出镜和放电管组成一谐振腔，所述工作介质填充于所述谐振腔内，所述全反镜具有一反射面，所述反射面上设置有微结构，所述微结构包括至少一个凹孔。进一步地，所述微结构包括多个间隔设置的凹孔。进一步地，所述微结构包括至少一个凹孔台阶。进一步地，所述微结构包括多个间隔设置的凹孔台阶。进一步地，所述凹孔的深度及直径均在0.5λ~2λ之间；任意两个相邻的所述凹孔或凹孔台阶之间的间距均在0.5λ~20λ之间；其中，λ为所述激光器的工作波长。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：第一，利用本专利技术的激光器获得的激光束，其光斑直径非常小，达到微米级；第二，利用本专利技术的激光器获得的激光束，其功率密度大，尤其是其中心功率密度大,因此可广泛应用于切割、焊接等工业加工中；第三，利用本专利技术的激光器获得的激光束，其具有很长的焦深，因此在远距离传输时损耗较小。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的激光器的结构示意图。图2为本专利技术实施例一提供的激光器中的全反镜的结构示意图。图3为本专利技术实施例二提供的激光器的结构示意图。图4为本专利技术实施例二提供的激光器中的全反镜的平面示意图。图5为本专利技术实施例三提供的激光器的结构示意图。图6为本专利技术实施例三提供的激光器中的全反镜的平面示意图。图7为本专利技术实施例四提供的激光器的结构示意图。图8为本专利技术实施例四提供的激光器中的全反镜的平面示意图。主要元件符号说明激光器10，20，30，40全反镜102，202，302，402反射面1021，2021，3021，4021本体1020，2020，3020，4020金属膜1022，2022，3022，4022输出镜104，204，304，404放电管106，206，306，406工作介质108，208，308，408谐振腔110，210，310，410微结构112，212，312，412凹孔1120，2120，3120，4120凹孔台阶3122，4122如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合附图及具体实施例，对本专利技术提供的激光器做进一步的详细说明。实施例一请一并参见图1和图2，本专利技术实施例提供一种激光器10，其包括一全反镜102、一输出镜104、一放电管106和一工作介质108。其中，所述全反镜102和输出镜104分别设置于所述放电管106的两端。由所述全反镜102、输出镜104和放电管106组成一谐振腔110。所述工作介质108填充于所述谐振腔110内。所述全反镜102具有一反射面1021，所述反射面1021上设置有微结构112，所述微结构112为一凹孔1120。所述反射面1021设置在所述全反镜102靠近所述输出镜104的表面。本专利技术中所述的凹孔1120，是指一向远离所述反射面1021方向凹陷的孔状结构，其具有一深度及一直径。进一步地，所述激光器10还可包括水冷套、冷却水进口、冷却水出口、贮气套、连气管以及电极等多个元件（图未示）。由于上述多个元件在本专利技术提供的激光器10中的结构及位置关系等与其在现有技术的激光器中的结构及位置关系等均相同，故不再在此赘述。所述全反镜102为一球面反射镜，其曲率半径大于等于0.5米且小于等于5米。所述全反镜102包括一本体1020及位于该本体1020表面的金属膜1022。所述金属膜1022可通过电镀、蒸镀、溅射、喷涂或沉积等方式形成于所述本体1020表面。所述本体1020的材料可选择不易受热变形的非金属材料，如硅、二氧化硅或碳化硅等。本专利技术实施例中，优选硅作为所述本体1020的材料。所述本体1020的直径可选在5毫米至50毫米之间。本专利技术实施例中，所述本体1020的直径为20毫米。所述本体1020的厚度可选在2毫米至20毫米之间。本专利技术实施例中，该本体1020的厚度为5毫米。所述金属膜1022的材料可选择熔点较高、不易氧化且可形成表面等离子体的金属，如金、铂或钯等。本专利技术实施例中，优选金作为所述金属膜1022的材料。所述金属膜1022的厚度大于其趋肤深度。优选地，所述金属膜1022的厚度大于等于50纳米。所述微结构112靠近所述全反镜102的反射面1021的中心设置。所述微结构112的材料与所述本体1020的材料相同，通过与所述本体1020一体成型制备，而所述金属膜1022形成于所述本体1020和微结构112的表面。所述凹孔1120的形状不限，可以为圆柱、圆台、棱柱或棱台等。本专利技术实施例中，所述凹孔1120为一圆柱形。所述凹孔1120的深度与该激光器10的工作波长有关。具体地，所述凹孔1120的深度在0.5λ~2λ之间，其中，λ为所述激光器10的工作波长。所述激光器10的工作波长与所述工作介质108的选择有关。优选地，所述凹孔1120的深度为0.5λ。本专利技术实施例中，所述工作介质108为二氧化碳，其工作波长为10.6微米，因此，该凹孔1120的深度可选在0.5微米至21.2微米之间。优选地，该凹孔1120的深度为5.3微米。所述凹孔1120的直径也与该激光器10的工作波长有关。具体地，所述凹孔1120的直径也在0.5λ~2λ之间。优选地，所述凹孔1120的直径为0.5λ。本专利技术实施例中，由于所述工作介质108为二氧化碳，因此，所述凹孔1120的直径优选为5.3微米。所述凹孔1120位于所述全反镜102的反射面1021的中心。所述输出镜104为一平面输出镜。所述输出镜104的直径可与所述全反镜102的本体1020的直径相同。本专利技术实施例中，该输出镜104的直径为20毫米。所述输出镜104对光具有一定的反射率。该输出镜104的反射率在25%至55%之间。所述输出镜104的材料可选择锗、硒化锌及砷化镓中的一种。本实施例中，所述输出镜104的材料为硒化锌。所述放电管106为一石英玻璃管。该放电管106的直径小于所述输出镜104的直径，具体地，所述放电管106的直径在2毫米至10毫米之间。优选地，该放电管106的直径在5毫米至6毫米之间。本专利技术实施例中，该放电管106的直径为5毫米。所述谐振腔110的腔长在400毫米至800毫米之间。优选地，所述谐振腔110的腔长为500毫米至600毫米之间。本专利技术实施例中，所述谐振腔110的腔长为600毫米。所述工作介质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光器，其包括一全反镜、一输出镜、一放电管和一工作介质，所述全反镜和输出镜分别设置于所述放电管的两端，所述全反镜、输出镜和放电管组成一谐振腔，所述工作介质填充于所述谐振腔内，其特征在于，所述全反镜具有一反射面，所述反射面上设置有微结构，所述微结构包括至少一凹孔，所述凹孔的深度及直径均在0.5λ~2λ之间，其中，λ为所述激光器的工作波长。
【技术特征摘要】
1.一种激光器，其包括一全反镜、一输出镜、一放电管和一工作介质，所述全反镜和输出镜分别设置于所述放电管的两端，所述全反镜、输出镜和放电管组成一谐振腔，所述工作介质填充于所述谐振腔内，其特征在于，所述全反镜具有一反射面，所述反射面上设置有微结构，所述微结构包括至少一凹孔，所述凹孔的深度及直径均在0.5λ~2λ之间，其中，λ为所述激光器的工作波长。2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述凹孔的深度及直径均为0.5λ。3.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述微结构包括多个间隔设置的凹孔。4.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述多个凹孔具有相同的深度。5.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述多个凹孔具有相同的宽度。6.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，任意两个相邻的所述凹孔之间的间距在0.5λ~20λ之间。7.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，任意两个相邻的所述凹孔之间的间距为λ。8.如权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述多个凹孔靠近所述反射面的中心设置。9.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述微结构包括至少一凹孔台阶，所述凹孔台阶由多个不同直径的凹孔按直径大小依次层叠设置而成，且最靠近所述反射面设置的凹孔的直径最大。10.如权利要求9所述的激光器，其特征在于，所述微结构包括多个间隔设置的凹孔台阶。11.如权利要求9或10所述的激光器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱钧，朱景雷，李群庆，姜开利，冯辰，金国藩，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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