激光束交织制造技术

本发明专利技术公开一种激光系统(511)，包括用于分别生成第一激光束(523/2)和第二激光束(523/1)的第一源(519/2)和第二源(519/1)，以及包括第一交织激光镜(531/1)的镜结构(530/1，567)，该第一交织激光镜(531/1)具有配置为反射第一激光束(523/2)的高反射区域以及配置为透射第二激光束(523/1)的第一高透射区域。

【技术实现步骤摘要】
激光束交织本申请是申请日为2009年10月21日，名称为“激光束交织”，申请号为200980147824.9的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及例如用于大功率二极管激光系统的束形成单元。
技术介绍
用于高性能固态激光器的激光系统能够基于激光二极管和激光二极管条(bar)。为了向例如盘形(disk)激光器的固态激光介质提供高泵浦功率，将多个激光二极管或者激光二极管条的发射激光束组合以形成泵浦激光束。
技术实现思路
在此公开的系统提供一种组合例如二极管激光器的大功率激光束的简单而成本经济的方式。在一些方面，一种激光系统包括用于分别生成第一激光束和第二激光束的第一源和第二源；以及包括第一交织(interleaving)激光镜的镜结构，所述第一交织激光镜具有配置为反射所述第一激光束的高反射区域以及配置为透射所述第二激光束的第一高透射区域。在其它方面，一种激光系统包括用于分别生成第一激光束和第二激光束的第一源和第二源；以及包括第一交织激光镜和第一高透射区域的镜结构，其中配置所述镜结构以使得所述第一交织激光镜的所述高反射区域反射所述第一激光束并且所述第一交织激光镜的所述第一高透射区域透射所述第二激光束。在其它方面，一种用于交织至少两个源的激光的激光镜，所述激光镜包括在所述激光镜的第一侧上的至少两个反射区域，用于将从第一方向入射的激光反射至沿第二方向行进；以及至少两个透射区域，用于朝向所述激光镜的第二侧透射沿所述第二方向行进的激光，其中所述反射区域和所述透射区域在交织方向上交替。在另一方面，一种方法包括提供沿第一方向朝向交织激光镜行进的第一组激光束，所述第一组激光束在交织方向上移位，所述交织方向与所述第一方向正交，使用所述交织激光镜偏转所述第一组激光束，从而生成沿第二方向行进的偏转激光束，提供沿第二方向朝向所述交织激光镜行进的第二组激光束，所述第二组激光束在所述交织方向上移位，以及使所述第二组激光束透射通过所述交织激光镜，从而生成透射激光束，其中所述偏转激光束与所述透射激光束在所述交织方向上交织。在其它方面，一种方法包括在交织方向上交织多组激光束，从而生成交织束，其中每一组激光束从一组源中的一个源发射，其中所述交织束内的相邻激光束与该组源中的不同源相对应，以及使用该交织束泵浦激光介质。实施方式可以包括以下特征中的一个或者多个。激光镜的多个反射和透射区域可以在交织方向上交替。高透射区域可以是第一高透射区域并且激光镜包括第二高透射区域，其中第一高透射区域和第二高透射区域由高反射区域分隔开。高反射区域可以是第一高反射区域并且激光镜可以包括第二高反射区域，其中第一高反射区域和第二高反射区域可以由高透射区域分隔开。高透射区域可以由位于部分透射的激光镜和/或透射特定波长的材料/区域中的通孔来限定。第一激光束和第二激光束可以具有细长的束轮廓并且高反射区域和高透射区域适合于该细长的束轮廓或者所述束的其它指定的束轮廓。可以配置所述镜结构以使得第一和第二激光束能够朝向该部分透射的激光镜的相对侧行进。可以配置所述镜结构以沿第一方向对准第一激光束和第二激光束。第一源和第二源可以包括用于分别生成第一激光束和第二激光束的激光二极管或者激光二极管条。第一和/或第二源均可以包括在第一方向上移位一间距的若干激光二极管或者激光二极管条。所述间距可以例如是至少5mm、10mm或者15mm。在一些实施例中，所述间距可以至少与激光二极管或者激光二极管条的腔长度一样大。在其它实施例中，所述间距也可以比激光二极管或者激光二极管条的腔长度小。激光镜可以位于所述镜结构中以垂直交织第一和第二源的若干激光束。激光系统还可以包括安装件并且第一和第二源在第一方向上以一偏移量安装到该安装件。所述激光系统还可以包括用于生成第三激光束的第三源以及第二交织激光镜，该第二交织激光镜具有配置为反射第一激光束和第二激光束的高反射区域和配置为透射第三激光束的高透射区域。激光系统还可以包括用于生成第四激光束的第四源以及第三交织激光镜，该第三交织激光镜具有配置为反射第四激光束的高反射区域和配置为透射第一激光束、第二激光束和第三激光束的高透射区域。可以设置第一和第二源以及镜结构以针对第一和第二激光束提供基本上相同的光学路径长度。交织激光镜可以对于45度的入射角提供高反射率。第一源还可以包括散热器和偏转光学器件。而且，可以将第一源的若干激光二极管或者激光二极管条在散热器上设置为扁平以发射与散热器平行的激光束，其中快轴与激光束的叠置方向正交。配置所述偏转光学器件以沿与散热器正交的方向偏转与所述散热器平行发射的激光束。散热器可以经由陶瓷层与激光二极管或激光二极管条绝缘。激光系统还可以包括位于所述镜结构之后第一和第二激光束的所述光学路径中的束形成光学器件。所述镜结构还可以包括两个镜。所述镜结构可以包括n个源以及至少n-1个交织激光镜，其中n为整数。激光系统还可以包括束形成光学器件，所述束形成光学器件包括选自由用于快轴的准直光学器件、用于慢轴的准直光学器件、用于调节快轴的圆柱光学望远镜、以及折叠镜构成的组中的光学器件。可以将激光二极管或者激光二极管条设置在散热器上以基于顺序流经激光二极管或者激光二极管条的电流实现导通操作。激光系统还可以包括配置为安装第一和第二源的安装件。可以配置透射和反射区域以透射或者反射具有细长束轮廓的激光束。可以配置交织激光镜以透射和/反射具有细长束轮廓的激光束，所述细长束轮廓可以具有2:1、5:1、10:1或者更大的宽高比。交织激光镜可以是金属镜。交织激光镜可以包括基底以及位于所述基底上的高反射率涂层，用以形成反射区域。至少两个透射区域可以是贯穿所述基底的通孔。交织激光镜可以包括位于所述基底上的防反射涂层，用以形成透射区域。在交织方向上，至少两个透射区域的其中之一的延伸部分可以大致与至少两个反射区域的其中之一的延伸部分相同。该延伸部分可以例如是至少5mm。交织激光镜可以具有类似梯子的结构，其中所述类似梯子的结构的阶梯可以与所述反射区域相对应并且位于所述阶梯之间的空间可以与所述透射区域相对应。交织激光镜可以对于非正交入射角，特别是大约35°、40°、45°、50°或者55°的入射角，提供高反射率。一些实施例的优点可以包括实现源的安装容易对准并且直接触及单独源的简单机械结构，从而改善了例如操作性能(例如源的更换)。而且，在一些实施例中，来自单个源的激光可以对交织束的截面中的各种区域作出贡献。因而，单个源的故障仅影响那些扩散区域处的束。因此，能够降低束的非对称影响，例如在激光泵浦束应用中对激光介质的泵浦体积的非对称影响。在大功率激光系统的一些实施例中，源可以提供位于较大距离处的束以增加单独二极管激光的冷却性能。具体地，对于这样的系统，(例如大功率)激光束之间的较大的“无辐射”区域可以填充有该系统的剩余源的激光束。在附图和以下描述中阐述了本专利技术的一个或者多个实施例的细节。通过说明书和附图以及权利要求书，本专利技术的其它特征和优点将变得明显。附图说明图1是使用交织束的光学泵浦激光系统的示意性方框图。图2是源的示意性正视图。图3是利用如图2所示的三个源生成的图1所示的交织束沿着截面III-III提取的截面图。图4是激光镜的示意性正视图。图5是可在图1的激光系统中使用的激光系统的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光系统，包括：包括多个激光二极管条的第一源，所述第一源的所述多个激光二极管条均包括用于生成沿第一方向的第一激光束的多个激光二极管；包括多个激光二极管条的第二源，所述第二源的所述多个激光二极管条均包括用于生成平行于所述第一激光束的第二激光束的多个激光二极管，其中所述第一源的所述多个激光二极管条在垂直于所述第一方向的交织方向上移位，所述第二源的所述多个激光二极管条在所述交织方向上移位，所述第一源的所述多个激光二极管条中的每一个激光二极管条的所述多个激光二极管在垂直于所述第一方向和所述交织方向的第二方向上移位，所述第二源的所述多个激光二极管条中的每一个激光二极管条的所述多个激光二极管在所述第二方向上移位，所述第一源的所述多个激光二极管条在所述交织方向上从所述第二源的所述多个激光二极管条移位；包括第一交织激光镜的镜结构，所述第一交织激光镜具有用于反射所述第一激光束的反射区域并具有用于透射所述第二激光束的透射区域。

【技术特征摘要】
2008.10.27 US 12/258,6531.一种激光系统，包括：包括多个激光二极管条的第一源，所述第一源的所述多个激光二极管条均包括用于生成沿第一方向的第一激光束的多个激光二极管；包括多个激光二极管条的第二源，所述第二源的所述多个激光二极管条均包括用于生成平行于所述第一激光束的第二激光束的多个激光二极管，其中所述第一源的所述多个激光二极管条在垂直于所述第一方向的交织方向上移位，所述第二源的所述多个激光二极管条在所述交织方向上移位，所述第一源的所述多个激光二极管条中的每一个激光二极管条的所述多个激光二极管在垂直于所述第一方向和所述交织方向的第二方向上移位，所述第二源的所述多个激光二极管条中的每一个激光二极管条的所述多个激光二极管在所述第二方向上移位，所述第一源的所述多个激光二极管条在所述交织方向上从所述第二源的所述多个激光二极管条移位；包括第一交织激光镜的镜结构，所述第一交织激光镜具有用于反射所述第一激光束的反射区域并具有用于透射所述第二激光束的透射区域。2.如权利要求1所述的激光系统，其中，所述第一交织镜的所述反射区域和所述透射区域在所述交织方向上间隔开。3.如权利要求2所述的激光系统，其中，所述反射区域具有反射两个激光束的大小。4.如权利要求2所述的激光系统，其中，所述透射区域具有透射两个激光束的大小。5.如权利要求1所述的激光系统，其中，所述第一交织镜的所述透射区域具有透射具有细长束轮廓的激光束的大小，所述细长束轮廓具有至少2:1的宽高比。6.如权利要求1所述的激光系统，其中，所述第一交织镜的所述反射区域具有反射具有细长束轮廓的激光束的大小，所述细长束轮廓具有至少2:1的宽高比。7.如权利要求1所述的激光系统，其中，所述第一源的所述多个激光二极管条中...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·维特哈克，U·邦纳，V·C·内戈伊塔，
申请(专利权)人：通快光子学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US