一种小型化固体激光器制造技术

本公开是关于小型化小型化固体激光器，属于激光技术领域，用于解决现有激光器必须温控、体积大、抗失调性和稳定性差的问题。本实用新型专利技术提供的小型化固体激光器包括泵浦源、激光谐振腔和固体增益介质，所述泵浦源采用多组不同中心波长的bar条共同组成的半导体激光二极管阵列。本申请能够提供一种小型化、抗失调、免温控、双程倍频的纳秒级固体激光器。双程倍频的纳秒级固体激光器。双程倍频的纳秒级固体激光器。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化固体激光器


[0001]本公开涉及激光
，尤其涉及一种小型化固体激光器。

技术介绍

[0002]固态纳秒激光器具有较高的峰值功率和较窄的脉冲宽度，在精密测量、车载系统、激光雷达系统、航空系统、LIBS系统和卫星制导中有着广泛的应用。尤其是在军工方面的应用对激光发射源的要求十分之高。
[0003]但是，现有的固体激光器主要存在以下问题：
[0004]1、必须进行温控但温控装置由不利于小型化：LD具有输出光波长随着温度漂移而变化的温度特性。目前绝大多数的激光器都采用单波长泵浦，激光器的波长极其依赖于环境温度，如果环境温度与激光器工作温度范围相差较大，会导致输出波长振荡频率漂移、输出光斑质量变差以及输出功率的不稳等现象，因此激光器工作时必须配有复杂的温控装置对LD与激光晶体进行温度控制，但增加激光器的温控装置将增加激光器的整机体积和功耗。
[0005]2、抗失调性差：普通腔型的激光二极管抽运固体激光器在恶劣环境条件下易产生机械变形。目前，绝大多数的激光设备尤其是军用激光装备(如激光测距机及目标指示器等)都采用最简单谐振腔平行平面直腔结构，激光器谐振腔在恶劣环境下其平行度易变化，从而导致光束质量劣化和输出能量急剧下降，甚至失谐停止输出。现有的固体激光器在使用和维修过程中已暴露出一系列问题：可靠性差(故障率高)、光束质量差(测程/破坏力小)、对专业人员依赖性大、维修性差、维修成本高。
[0006]3、现有的固体激光器结构复杂，体积庞大，使用环境受限。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种小型化的、抗失调的、免温控的、双程倍频的纳秒级固体激光器，来解决现有技术所存在的问题。本技术提供的技术方案如下：
[0008]根据本公开实施例的第一方面，提供一种小型化固体激光器，包括泵浦源、激光谐振腔和固体增益介质，所述泵浦源采用多组不同中心波长的bar条共同组成的半导体激光二极管阵列。
[0009]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0010]本申请采用多组不同中心波长的bar条共同组成半导体激光二极管阵列，作为固体激光器的泵浦源，使得在较宽的温度范围内，总能有一部分LD的泵浦光能和固体增益介质的吸收峰相匹配，从而实现激光器在宽温度范围免温控运转。能够通过多波长LDA泵浦，实现激光器的无水冷免温控，拓宽激光器的工作温度范围，减小系统的重量与体积，增加系统的便携性与可靠性，实现激光器的小型化。
[0011]在一个实施例中，所述固体激光器还包括热沉，所述半导体激光二极管阵列以及所述固体增益介质安装在所述热沉上；
[0012]所述激光谐振腔包括：
[0013]输出镜和第一全反射镜；
[0014]所述固体增益介质位于所述激光谐振腔中，所述激光谐振腔中还设置有角锥棱镜和光楔对；
[0015]所述角锥棱镜和所述输出镜分别设置于所述固体增益介质的两端，所述角锥棱镜设置于所述固体增益介质产生的激光出射端，所述角锥棱镜用于将所述固体增益介质产生的沿第一光路正向传输的激光经过三次反射后使其沿第二光路正向传输；所述第一光路与所述第二光路平行；
[0016]所述光楔对位于所述角锥棱镜和第一全反射镜之间；所述光楔对对沿第二光路正向传输的激光的光束角度进行微调；
[0017]所述第一全反射镜将经过所述光楔对的沿第二光路正向传输的激光反射后使其沿第二光路反向传输，所述第一全反射镜的反射光依次经过所述光楔对、角锥棱镜后，沿第一光路反向依次经过所述固体增益介质后通过输出镜输出。
[0018]在一个实施例中，所述角锥棱镜在z轴上倾斜预定角度放置；所述z轴为所述第一光路所指出射光轴。
[0019]在一个实施例中，所述预定角度为0～30
°
。
[0020]在一个实施例中，所述固体激光器还包括设置于所述角锥棱镜和所述光楔对之间的第二光路上的Q开关，所述Q开关将所述角锥棱镜出射的连续激光进行电光调制，以使所述连续激光变为脉冲激光；
[0021]所述Q开关包括：第一偏振片、第二偏振片、RTP晶体和其适配驱动电源；所述第一偏振片、RTP晶体、第二偏振片沿所述第二光路正向依次设置于所述角锥棱镜和所述光楔对之间，所述适配驱动电源与所述RTP晶体连接。
[0022]在一个实施例中，所述固体激光器还包括：设置于所述激光谐振腔内的倍频装置；
[0023]所述倍频装置位于所述第一光路上，所述倍频装置和所述角锥棱镜分设于所述固体增益介质的两端，所述倍频装置对经所述第一全反射镜反射回来并通过所述固体增益介质后沿所述第一光路反向传输的基频光进行双程倍频。
[0024]在一个实施例中，所述倍频装置包括：谐波镜、倍频晶体和所述输出镜；所述谐波镜设置于所述固体增益介质和倍频晶体之间，所述倍频晶体设置于所述谐波镜和输出镜之间；
[0025]所述谐波镜朝向所述角锥棱镜的一面镀基频光高透膜，另一面镀二倍频光高反膜，所述输出镜镀二倍频光高透膜。
[0026]在一个实施例中，所述固体激光器还包括设置于所述输出镜输出端的基频光回收装置，所述基频光回收装置用于将所述输出镜输出的基频光回收至所述倍频装置，以使回收的基频光进行再次倍频。
[0027]在一个实施例中，所述基频光回收装置包括分光镜和第二全反射镜；
[0028]所述分光镜位于所述第一光路反向传输方向上所述输出镜的后端，且所述分光镜的入射面与所述输出镜的的输出面成45
°
夹角；所述第二全反射镜设置于所述分光镜的反射光路上，所述第二全反射镜的入射面与所述分光镜的入射面成45
°
夹角；
[0029]所述输出镜还镀基频光高透膜，所述分光镜镀基频光高反膜和二倍频光高透膜，
所述第二全反射镜镀基频光高反膜。
[0030]在一个实施例中，所述固体增益介质为Nd:YAG晶体棒或Nd：YVO4或Nd:GdVO4，所述倍频晶体为KTP晶体或LBO晶体或CLBO晶体，所述基频光波长为1064nm，所述二倍频光波长为532nm。
[0031]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
[0032]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0033]图1为本技术提供的一种小型化固体激光器的实施例一的结构示意图；
[0034]图2为本技术提供的一种小型化固体激光器的实施例二的结构示意图；
[0035]图3为本技术提供的一种小型化固体激光器的实施例三的结构示意图；
[0036]图4为本技术提供的一种小型化固体激光器的实施例四的结构示意图。
具体实施方式
[0037]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化固体激光器，包括泵浦源(2)、激光谐振腔和固体增益介质(3)，其特征在于，所述泵浦源采用多组不同中心波长的bar条共同组成的半导体激光二极管阵列；所述固体激光器还包括热沉(4)，所述泵浦源(2)以及所述固体增益介质(3)安装在所述热沉(4)上；所述激光谐振腔包括：输出镜(7)和第一全反射镜(15)；所述固体增益介质(3)位于所述激光谐振腔中，所述激光谐振腔中还设置有角锥棱镜(1)和光楔对(14)；所述角锥棱镜(1)和所述输出镜(7)分别设置于所述固体增益介质(3)的两端，所述角锥棱镜(1)设置于所述固体增益介质(3)产生的激光出射端，所述角锥棱镜(1)用于将所述固体增益介质(3)产生的沿第一光路正向传输的激光经过三次反射后使其沿第二光路正向传输；所述第一光路与所述第二光路平行；所述光楔对(14)位于所述角锥棱镜(1)和第一全反射镜(15)之间；所述光楔对(14)对沿第二光路正向传输的激光的光束角度进行微调；所述第一全反射镜(15)将经过所述光楔对(14)的沿第二光路正向传输的激光反射后使其沿第二光路反向传输，所述第一全反射镜(15)的反射光依次经过所述光楔对(14)、角锥棱镜(1)后，沿第一光路反向依次经过所述固体增益介质(3)后通过输出镜(7)输出。2.根据权利要求1所述的小型化固体激光器，其特征在于，所述角锥棱镜(1)在z轴上倾斜预定角度放置；所述z轴为所述第一光路所指光轴。3.根据权利要求2所述的小型化固体激光器，其特征在于，所述预定角度为0～30
°
。4.根据权利要求1所述的小型化固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括设置于所述角锥棱镜(1)和所述光楔对(14)之间的第二光路上的Q开关，所述Q开关将所述角锥棱镜(1)出射的连续激光进行电光调制，以使所述连续激光变为脉冲激光；所述Q开关包括：第一偏振片(11)、第二偏振片(13)、RTP晶体(12)和其适配驱动电源；所述第一偏振片(11)、RTP晶体(12)、第二偏振片(13)沿所述第二光路正向依次设置于所述角锥棱镜(1)和所述光楔对之间，所述适配驱动电源与所述RT...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷健，关鹏，
申请(专利权)人：东莞市中科原子精密制造科技有限公司，
类型：新型
国别省市：