一種激光器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種激光器，包括：依次設置的第一半導體泵浦源、第一能量光纖、第一耦合系統、激光晶體和諧振腔單元；其中，諧振腔單元中設置有抗失諧器，所述抗失諧器包括兩塊形狀為直角三角形的楔形鏡，且兩塊楔形鏡的斜邊平行。本實用新型專利技術激光器能夠輸出光束質量高、重復頻率低、大能量激光；在諧振腔內加入了抗失諧器，對沖擊振動不敏感，且無水冷全固態，能夠在多種環境中應用。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種激光器
本技術涉及光電
，特別是涉及一種激光器。
技術介紹
無水冷高峰值功率DPL(Diode Pumped solid state Laser,全固態激光器)，以其體積小、重量輕、效率高等特點在軍事國防、醫療衛生和空間雷達等領域迅速發展，其研究受到極大關注，隨著應用平臺越來越廣泛，對激光器沖擊、振動的要求也越來越嚴格。按泵浦方式來分類，無水冷全固態激光器可分為側面泵浦、端面泵浦等類型。側面泵浦具有結構簡單、泵浦功率大的特點，可以輸出大能量激光；但是，單棒輸出光的圓度不夠高。于是，出現雙棒串接的泵浦模式，有效的補償了激光的均勻性，但功耗和體積將會增大。于是，端面泵浦無水冷激光器應運而生，為了得到大的能量輸出，采用導光錐將泵浦光耦合進激光晶體的形式。但導光錐的出光面必須靠近激光晶體端面，晶體端面鍍全反膜，沒有全反鏡，不利于壓縮發散角。也有采用垂直腔面發射激光器(VCSEL,Vertical Cavity Surface EmittingLaser)作為端面泵浦源，由于其發射光斑呈圓性，易集成為大面積陣列，可以直接聚焦到晶體表面，可以增加后反鏡，其輸出光束質量好，發散角?。坏敵瞿芰恐挥?0mJ左右，且沒有抗失諧裝置。為了抗失諧，將后腔鏡改為直角圓錐形，具有抗失諧、易調試、無硬邊衍射損耗的特點；但是直角圓錐形沒有曲率，不利于壓縮輸出激光發散角。如何在無水冷全固態、高峰值功率、大能量輸出的情況下，保證小的發散角和好的光束質量，以及能夠抗失諧，是當前急需解決的一個技術難題。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種激光器，用以至少解決上述現有技術存在的問題之一。為解決上述技術問題，本技術提供一種激光器，包括:依次設置的第一半導體泵浦源、第一能量光纖、第一耦合系統、激光晶體和諧振腔單元；其中，諧振腔單元中設置有抗失諧器，所述抗失諧器包括兩塊形狀為直角三角形的楔形鏡，且兩塊楔形鏡的斜邊平行。進一步,所述抗失諧器由熔融石英材料或K9玻璃制成。進一步，所述直角三角形的楔形鏡的最小角為15°。進一步,所述諧振腔單元包括:第一雙色45°全反鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間；在第一所述雙色45°全反鏡的透射光路上，依次設置有激光晶體、所述抗失諧器和平面輸出鏡；在第一所述雙色45°全反鏡的反射光路上，依次設置有45°全反鏡、偏振片、四分之一波片、普克爾盒和平凹全反鏡。進一步，所述普克爾盒中調Q晶體為KD*P晶體或Cr4+:YAG晶體。進一步,包括:所述諧振腔單元包括:雙色平凹鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間；在所述激光晶體遠離所述雙色平凹鏡的一側，依次設置有Cr4+:YAG被動調Q晶體、所述抗失諧器和平面輸出鏡。進一步，所述Cr4+:YAG被動調Q晶體透過率為30% ;所述平面輸出鏡對波長為1064nm的激光透過率為50%。進一步，在所述激光晶體遠離所述第一耦合系統的一側，依次設置有第二耦合系統、第二能量光纖和第二半導體泵浦源；所述諧振腔單元包括:第一雙色45°全反鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間；在所述第一雙色45°全反鏡的反射光路上，依次設置有偏振片、四分之一波片、普克爾盒和平凹全反鏡；第二雙色45°全反鏡，設置在所述第二耦合系統和激光晶體之間；在所述第二雙色45°全反鏡的反射光路上，依次設置有所述抗失諧器和平面輸出鏡。進一步，所述第一半導體泵浦源提供峰值功率< 2000W的泵浦光，泵浦光脈沖寬度為100?480 μ S ;由半導體制冷片制冷；所述第一能量光纖的纖芯直徑為800?1000 μ m ；所述第一耦合系統的耦合比例為1:4 ；所述激光晶體為Nd = YAG晶體或Nd = YLF晶體；由半導體制冷片制冷；所述平面輸出鏡面向諧振腔的一面鍍透過率為70%的1064nm介質膜，另一面鍍1064nm增透膜。進一步，所述第一半導體泵浦源和第二半導體泵浦源提供峰值功率< 2000W的泵浦光，泵浦光脈沖寬度為100?480 μ S ;由半導體制冷片制冷；所述第一能量光纖和第二能量光纖的纖芯直徑為800?1000 μ m ；所述第一稱合系統和第二稱合系統的稱合比例為1:4;所述激光晶體為Nd = YAG晶體或Nd = YLF晶體；由半導體制冷片制冷；所述平凹全反鏡的凹面鍍1064nm激光全反膜；所述平面輸出鏡面向諧振腔的一面鍍透過率為70%的1064nm介質膜，另一面鍍1064nm增透膜。本技術有益效果如下:本技術激光器能夠輸出光束質量高、重復頻率低、大能量激光；在諧振腔內加入了抗失諧器，對沖擊振動不敏感，且無水冷全固態，能夠在多種環境中應用?！靖綀D說明】圖1是本技術實施例1 一種激光器的結構示意圖；圖2是本技術實施例中抗失諧器的結構示意圖；圖3是沒有抗失諧器的全反鏡的光路圖；圖4是本技術實施例2 —種激光器的結構示意圖；圖5是本技術實施例3 —種激光器的結構示意圖?！揪唧w實施方式】 以下結合附圖以及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不限定本技術。實施例1:圖1為抗失諧無水冷全固態激光器的光路結構示意圖，如圖1所示，本實施例涉及的激光器，包括:依次設置的第一半導體泵浦源、第一能量光纖、第一稱合系統、激光晶體和諧振腔單元；其中，諧振腔單元中設置有抗失諧器，所述抗失諧器包括兩塊形狀為直角三角形的楔形鏡，且兩塊楔形鏡的斜邊平行。諧振腔單元包括:第一雙色45°全反鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間；在第一所述雙色45°全反鏡的透射光路上，依次設置有激光晶體、所述抗失諧器和平面輸出鏡；在第一所述雙色45°全反鏡的反射光路上，依次設置有45°全反鏡、偏振片、四分之一波片、普克爾盒和平凹全反鏡。其中，從半導體泵浦源I發出的準連續泵浦光經能量光纖2勻化和傳輸，通過耦合系統3和雙色45°全反鏡4入射到激光晶體5上，激光起振后在平凹全反鏡12和平面輸出鏡7組成的諧振腔內來回振蕩，使激光晶體5積累的反轉粒子數達到最大，后經普克爾盒11調Q輸出激光。具體的，半導體泵浦源1，提供峰值功率< 2000W的準連續泵浦光，泵浦光脈沖寬度為100~480 μ S。例如，半導體激光器在25°C輸出波長808nm泵浦光，在輸入電流190Α時輸出最大峰值功率2000W，調制寬度為250 μ S，所以最大輸出單脈沖能量500mJ。半導體泵浦源I由一片57W功率半導體制冷片制冷，溫度控制在0.2°C內。能量光纖2的纖芯直徑為800~1000 μ m。當高峰值功率808nm泵浦光由纖芯直徑為800 μ m能量光纖2傳輸到耦合系統3，能量光纖2最大承受峰值功率8KW，能量光纖2長度為2m，使808nm泵浦光在傳輸過程中變得非常均勻，在傳輸過程中，808nm泵浦光損耗小于1%。均勻的808nm泵浦光通過耦合系統3進入激光晶體5，耦合系統3的耦合比例為1:4(或其它比例)，所以在晶體中的最小光斑直徑為3.2mm。激光晶體5為Nd = YAG晶體，參雜原子分數為0.8%，直徑為5mm，長度為60mm。Nd: YAG晶體由一片40W功率半導體制冷片制冷，溫度控制在23 °C。激光晶體5也可以為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種激光器，其特征在于，包括：依次設置的第一半導體泵浦源、第一能量光纖、第一耦合系統、激光晶體和諧振腔單元；其中，諧振腔單元中設置有抗失諧器，所述抗失諧器包括兩塊形狀為直角三角形的楔形鏡，且兩塊楔形鏡的斜邊平行。

【技術特征摘要】
1.一種激光器，其特征在于，包括:依次設置的第一半導體泵浦源、第一能量光纖、第一耦合系統、激光晶體和諧振腔單元；其中，諧振腔單元中設置有抗失諧器，所述抗失諧器包括兩塊形狀為直角三角形的楔形鏡，且兩塊楔形鏡的斜邊平行。2.如權利要求1所述的激光器，其特征在于，所述抗失諧器由熔融石英材料或K9玻璃制成。3.如權利要求1或2所述的激光器，其特征在于，所述直角三角形的楔形鏡的最小角為15。。4.如權利要求3所述的激光器，其特征在于，所述諧振腔單元包括: 第一雙色45°全反鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間； 在第一所述雙色45°全反鏡的透射光路上，依次設置有激光晶體、所述抗失諧器和平面輸出鏡； 在第一所述雙色45°全反鏡的反射光路上，依次設置有45°全反鏡、偏振片、四分之一波片、普克爾盒和平凹全反鏡。5.如權利要求4所述的激光器，其特征在于， 所述普克爾盒中調Q晶體為KD*P晶體或Cr4+:YAG晶體。6.如權利要求1所述的激光器，其特征在于，包括:所述諧振腔單元包括: 雙色平凹鏡，設置在所述第一耦合系統和激光晶體之間； 在所述激光晶體遠離所述雙色平凹鏡的一側，依次設置有Cr4+:YAG被動調Q晶體、所述抗失諧器和平面輸出鏡。7.如權利要求6所述的激光器，其特征在于，所述Cr4+:YAG被動調Q晶體透過率為30% ;所述平面輸出鏡對波長為1064nm的激光透過率為50%。8.如權利要求1所述的激光器，其特征在于，在所述激光晶體遠離所述第一耦合系統的一側，依次設置有第二耦合系統、第二能量光纖和第二半導體泵...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛小潔，秘國江，龐慶生，鄒躍，劉先達，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第十一研究所，
類型：實用新型
國別省市：