改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置制造方法及圖紙

一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，包括：一激光器，該激光器輸出光譜具有一定的寬度，非單頻激光器；多個(gè)反射鏡，其位于激光器的光路上，分別接收激光器的光信號(hào)，多個(gè)反射鏡分別與激光器的光路成一預(yù)定夾角；反射鏡個(gè)數(shù)為N個(gè)，1≤N≤50；一轉(zhuǎn)換透鏡，其位于多個(gè)反射鏡折射的光路上；所述轉(zhuǎn)換透鏡具有聚焦功能，為聚焦透鏡或者聚焦凹面鏡；一衍射光柵，其位于轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路上，該衍射光柵與轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路成一預(yù)定的夾角；一輸出耦合鏡，其位于衍射光柵衍射的光路上。本發(fā)明專利技術(shù)的特點(diǎn)是不需改變?cè)す馄鞯慕Y(jié)構(gòu)，僅在外部增加一個(gè)外腔用來提高光束質(zhì)量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置
本專利技術(shù)涉及激光器及激光技術(shù)，具體涉及一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的>J-U ρ?α裝直。技術(shù)背景高功率激光器廣泛運(yùn)用在切割、焊接、鉆孔、強(qiáng)化等工業(yè)制造領(lǐng)域上，比如汽車加工行業(yè)、航空精密制造行業(yè)和船舶型材加工行業(yè)。要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、寬范圍的激光加工，激光器必須同時(shí)滿足高功率和高光束質(zhì)量。目前，世界各國(guó)均將研究開發(fā)新型高功率、高光束質(zhì)量的大功率激光器作為一個(gè)重要研究方向，以滿足要求更高激光功率密度的激光材料加工應(yīng)用的需求。光束質(zhì)量體現(xiàn)了激光束的可傳輸和聚焦能力，決定了激光加工的品質(zhì)，但高功率激光器的光束質(zhì)量往往不盡如人意。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供基于光束組合的提高激光器光束質(zhì)量的裝置，本專利技術(shù)的特點(diǎn)是不需改變?cè)す馄鞯慕Y(jié)構(gòu)，僅在外部增加一個(gè)外腔用來提高光束質(zhì)量。本專利技術(shù)提供一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，包括: —激光器，該激光器輸出光譜具有一定的寬度，非單頻激光器；多個(gè)反射鏡，其位于激光器的光路上，分別接收激光器的光信號(hào)，多個(gè)反射鏡分別與激光器的光路成一預(yù)定夾角；反射鏡個(gè)數(shù)為N個(gè)，I ^ N ^ 50 ；—轉(zhuǎn)換透鏡，其位于多個(gè)反射鏡折射的光路上；所述轉(zhuǎn)換透鏡具有聚焦功能，為聚焦透鏡或者聚焦凹面鏡；一衍射光柵，其位于轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路上，該衍射光柵與轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路成一預(yù)定的夾角；—輸出稱合鏡,其位于衍射光柵衍射的光路上。本專利技術(shù)的有益效果是，其是不需改變?cè)す馄鞯慕Y(jié)構(gòu)，僅在外部增加一個(gè)外腔用來提高光束質(zhì)量。【附圖說明】為使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明如后，其中:圖1是本專利技術(shù)中一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置的示意圖。【具體實(shí)施方式】請(qǐng)參閱圖1所示，本專利技術(shù)提供一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，包括:一激光器1，所述激光器I為固體激光器；激光器輸出光譜具有一定的寬度，非單頻激光器。多個(gè)反射鏡2，其位于激光器I的光路上，分別接收激光器I的光信號(hào)，該多個(gè)反射鏡2分別與激光器I的光路成一預(yù)定夾角，所述多個(gè)反射鏡2與激光器I光路的夾角為10-80度；反射鏡個(gè)數(shù)為N個(gè)，I≤N≤50。一轉(zhuǎn)換透鏡3，其位于多個(gè)反射鏡2折射的光路上，所述轉(zhuǎn)換透鏡3具有聚焦功能，為聚焦透鏡或者聚焦凹面鏡；每束子光束的波長(zhǎng)由反射鏡的位置和光柵方程嚴(yán)格確定。轉(zhuǎn)換透 鏡3具有匯聚光線的作用，將不同位置的子光束變成不同傾角的子光束入射到光柵上。轉(zhuǎn)換透鏡包括透射式和反射式。每束子光束的波長(zhǎng)由反射鏡的位置和光柵方程嚴(yán)格確定。一衍射光柵4，其位于轉(zhuǎn)換透鏡3透射的光路上，該衍射光柵4與轉(zhuǎn)換透鏡3透射(或反射)的光路成一預(yù)定的夾角，所述衍射光柵4為體光柵或閃耀光柵，所述衍射光柵4的一級(jí)衍射效率為10% 99.99%，所述衍射光柵4與轉(zhuǎn)換透鏡3透射(或反射)的光路的夾角為090度；衍射光柵4將不同波長(zhǎng)、不同入射角的子光束利用其第一級(jí)衍射以相同的出射角衍射，以使輸出I禹合鏡輸出的合成光束在近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)均保持重疊。衍射光柵控制著從I禹合鏡上反射回來的光能準(zhǔn)確地注入到各自的反射鏡，每個(gè)反射鏡鎖定唯一的波長(zhǎng)。衍射光柵包括體光柵、閃耀光柵。衍射光柵的一級(jí)衍射效率為10% -99.99%。一輸出耦合鏡5，其位于衍射光柵4反射的光路上，所述輸出耦合鏡5的反射率為0.01% -99.99%。輸出耦合鏡5作用是形成外諧振腔，該耦合鏡反射一部分功率至光柵上，經(jīng)光柵的二次反射后回到激光器前每個(gè)反射鏡。確保了返回到每個(gè)反射鏡均為正確的波長(zhǎng)，以完成波長(zhǎng)光束組合。激光器發(fā)出一束激光，包含多個(gè)波長(zhǎng)。激光束被N個(gè)反射鏡分為N份，通過轉(zhuǎn)換透鏡聚焦到衍射光柵上，衍射光柵將N份激光以近似平行的光束沿一級(jí)衍射的方向發(fā)射出來，入射到輸出耦合鏡上。該輸出耦合鏡反射一部分功率至光柵上，經(jīng)光柵的二次反射后回到子光束各自的反射鏡，再到激光器自身的輸出鏡，構(gòu)成一個(gè)完整的諧振腔。每個(gè)子光束的諧振腔將會(huì)鎖定一個(gè)波長(zhǎng)。最后輸出較高光束質(zhì)量的激光。以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本專利技術(shù)的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，包括：一激光器，該激光器輸出光譜具有一定的寬度，非單頻激光器；多個(gè)反射鏡，其位于激光器的光路上，分別接收激光器的光信號(hào)，多個(gè)反射鏡分別與激光器的光路成一預(yù)定夾角；反射鏡個(gè)數(shù)為N個(gè)，1≤N≤50；一轉(zhuǎn)換透鏡，其位于多個(gè)反射鏡折射的光路上；所述轉(zhuǎn)換透鏡具有聚焦功能，為聚焦透鏡或者聚焦凹面鏡；一衍射光柵，其位于轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路上，該衍射光柵與轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路成一預(yù)定的夾角；一輸出耦合鏡，其位于衍射光柵衍射的光路上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，包括: 一激光器，該激光器輸出光譜具有一定的寬度，非單頻激光器； 多個(gè)反射鏡，其位于激光器的光路上，分別接收激光器的光信號(hào)，多個(gè)反射鏡分別與激光器的光路成一預(yù)定夾角；反射鏡個(gè)數(shù)為N個(gè)，I < N < 50 ; 一轉(zhuǎn)換透鏡，其位于多個(gè)反射鏡折射的光路上；所述轉(zhuǎn)換透鏡具有聚焦功能，為聚焦透鏡或者聚焦凹面鏡； 一衍射光柵，其位于轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路上，該衍射光柵與轉(zhuǎn)換透鏡透射或反射的光路成一預(yù)定的夾角； 一輸出耦合鏡，其位于衍射光柵衍射的光路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善高功率固體激光器光束質(zhì)量的裝置，其中激光器為固體激光器。3.根據(jù)權(quán)利要求1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊盈瑩，林學(xué)春，趙亞平，王寶華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11