專利名稱：抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)激光器，特別是一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射 (Amplified Spontaneous Emission，簡(jiǎn)稱為ASE)的方法，更確切地說，是一種抑制大尺寸 激光釹玻璃放大自發(fā)輻射和寄生振蕩的方法。
背景技術(shù)：
寄生振蕩形成的條件是R 彡1，式中R為邊界反射率，β為增益系數(shù)，D為激 光釹玻璃片長(zhǎng)軸直徑，隨著D β增大，易于發(fā)生寄生振蕩和放大的自發(fā)輻射(ASE)，造成反 轉(zhuǎn)粒子數(shù)Δη的逃逸和減少，使激光釹玻璃增益減少。寄生振蕩分為兩種模式體寄生模式，在平行平板激光釹玻璃中呈鋸齒波傳播；表面寄生模式，沿激光釹玻璃片表面?zhèn)鞑ィ砻嫖针療艄廨^強(qiáng)，其β值較高， D β值也較大，發(fā)生寄生振蕩可能性較大。當(dāng)R · eDe彡1，發(fā)生寄生振蕩。激光釹玻璃和吸收玻璃之間發(fā)生分層現(xiàn)象以后，R =0. 044，放大器增益急劇下降。1 > R · eDe > 0，減幅振蕩，形成放大自發(fā)輻射(ASE)損耗。即使R = 0，Di3彡3時(shí)，單程的ASE損耗成為反轉(zhuǎn)粒子Δ η逃逸的主要途徑。主放大器的D β值為2. 4，表面β值> 0. 06，要獲得較高增益的片狀放大器，抑制 片狀激光釹玻璃放大器中寄生振蕩的方法和工藝技術(shù)顯得十分重要。抑制和減少寄生振蕩的有效方法是在激光釹玻璃片側(cè)面匹配一層能夠有效吸收 1. 053um熒光的摻氧化銅玻璃，使邊界反射減少到接近零。早期抑制和減少寄生振蕩較為成熟的方法主要是通過燒結(jié)或澆注的工藝將吸收 玻璃連接到激光釹玻璃的側(cè)邊，以期達(dá)到抑制放大自發(fā)輻射和寄生振蕩的目的。但是該方 法存在成品率低下、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、剩余反射率大等缺點(diǎn)，限制了上述方法在大尺寸激光 釹玻璃上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于保證激光釹玻璃對(duì)激光能量的有效放大能力，提供一種抑制大 尺寸激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，以有效地抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射 和寄生振蕩，使增益性能接近理論計(jì)算水平，滿足高功率激光裝置的使用要求。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特征在于該方法包括下 列步驟(一 )選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃和有機(jī)粘接劑該吸收 玻璃的熱膨脹系數(shù)與所述的片狀激光釹玻璃的熱膨脹系數(shù)的差值小于2%，所述的吸收玻 璃在激光波長(zhǎng)的折射率H1大于所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率n2，且H1-H2 = 0. 0005 0. 005 ；選取有機(jī)粘接劑，該有機(jī)粘接劑和所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率匹配，所述的有機(jī)粘接劑在激光波長(zhǎng)的折射率n3，要求滿足關(guān)系式m2 < n3 < H1 ；( 二 )所述的片狀激光釹玻璃和吸收玻璃板條的加工和粘貼對(duì)所述的片狀激光 釹玻璃的周邊選配尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板條并進(jìn)行光學(xué)加工，經(jīng)處理后，用所述的有機(jī) 粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃的周邊上；(三)片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋光將周邊都粘貼了所述的吸收玻璃 板條的片狀激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸整形，對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋 光并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所述的第(二)步包括下列具體步驟①對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的周邊的相間隔的側(cè)邊進(jìn)行光學(xué)加工，根據(jù)所述的片 狀激光釹玻璃的相間隔的側(cè)邊的尺寸，選配尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板條，并對(duì)所述的吸收 玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；②對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面， 實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；③用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹 玻璃的相應(yīng)的側(cè)邊上；④對(duì)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊一一進(jìn)行光學(xué)加工，根 據(jù)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊的尺寸，配備尺寸相適應(yīng)的吸收玻 璃板條，對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；⑤對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面， 實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；⑥用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹 玻璃的相應(yīng)的側(cè)邊上所述的吸收玻璃為摻雜氧化銅的磷酸鹽玻璃，該吸收玻璃摻雜氧化銅的重量百分 比為0. 1%。所述的有機(jī)粘接劑在固化過程中無揮發(fā)性組分產(chǎn)生；所述的有機(jī)粘接劑在固化過 程中體積收縮率低于。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑處理是將所述的硅烷 偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑溶解在稀乙酸中，將需要處理的光學(xué)面浸泡在所述的硅烷偶聯(lián)劑或 鈦酸酯偶聯(lián)劑的酸溶液中進(jìn)行處理。所述的酸性物質(zhì)為乙酸，該乙酸的配制濃度0. 2mol/L，浸泡處理所述的釹玻璃側(cè) 邊和所述的吸收玻璃板條的光學(xué)平面。所述的激光玻璃側(cè)邊和所述的吸收玻璃板條相互粘貼的光學(xué)平面的加工精度要 求達(dá)到2級(jí)或2級(jí)以上光潔度，平整度達(dá)到或優(yōu)于4入。所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有1° 4°的傾 角，且相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明方法，由于不需要高溫?zé)Y(jié)和精密溫度控制，因此工藝簡(jiǎn)單、易于操作。2、本發(fā)明方法，通過對(duì)有機(jī)粘接劑選取，其折射率可以和激光釹玻璃、吸收玻璃準(zhǔn) 確匹配，保證抑制ASE寄生振蕩的效果。
3、本發(fā)明方法，通過選取不同Cu2+離子濃度的吸收玻璃，可有效控制吸收玻璃熱 效應(yīng)和吸收激光的能力，達(dá)到抑制ASE效果和長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的平衡。4、本發(fā)明方法，避免了吸收玻璃與激光玻璃的直接燒結(jié)作用，因此附加應(yīng)力小，不 影響大尺寸釹玻璃通光口徑內(nèi)的光學(xué)均勻性，特別適合于抑制大尺寸激光釹玻璃放大自發(fā)輻射。5、本發(fā)明方法，通過對(duì)片狀激光釹玻璃的側(cè)邊加工成一定的傾角，過濾有機(jī)粘接 劑中雜質(zhì)減少吸收源，能有效減少有機(jī)粘接劑遭受激光破壞和熱破壞，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn) 行不脫膠，保證釹玻璃增益系數(shù)不下降。6、本發(fā)明所述的技術(shù)操作過程安全可靠，適合于批量化的抑制大尺寸激光釹玻璃 放大自發(fā)輻射應(yīng)用，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品間的性能一致性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃板條配置示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃板條粘貼示意。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃短側(cè)邊和吸收玻璃板條配置示意圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃板條粘貼示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃外形尺寸整形及通光面精密拋光后的結(jié) 構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃的四斜邊和吸收玻璃板條配置示意 圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃的四斜邊和吸收玻璃板條粘貼后的 結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃的四直邊和吸收玻璃板條配置示意 圖。圖9為本發(fā)明實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃外形尺寸整形及通光面精密拋光后 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。對(duì)多邊形大尺寸片狀激光釹玻璃，本發(fā)明描述如下一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，該方法包括下列步驟①選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃，該吸收玻璃的熱膨脹系數(shù)與 所述的片狀激光釹玻璃的熱膨脹系數(shù)的差值小于2%，所述的吸收玻璃在激光波長(zhǎng)的折射 率Ii1大于所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率n2，且Ii1-Ii2 = 0. 0005 0. 005 ；選取 有機(jī)粘接劑，該有機(jī)粘接劑和所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率匹配，所述的有機(jī) 粘接劑在激光波長(zhǎng)的折射率n3，要求滿足關(guān)系式m2 < n3 < H1 ；②對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的周邊的相間隔的側(cè)邊進(jìn)行光學(xué)加工，根據(jù)所述的片 狀激光釹玻璃的相間隔的側(cè)邊的尺寸，選配尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板條，并對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；③對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面， 實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；④用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹 玻璃的相應(yīng)的側(cè)邊上；⑤對(duì)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊一一進(jìn)行光學(xué)加工，根 據(jù)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊的尺寸，配備尺寸相適應(yīng)的吸收玻 璃板條，對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；⑥對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面， 實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；⑦用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹 玻璃的相應(yīng)的側(cè)邊上；⑧將周邊都粘貼了所述的吸收玻璃板條的所述的片狀激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸 整形，對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋光并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。所述的吸收玻璃為摻雜氧化銅的磷酸鹽玻璃，該吸收玻璃摻雜氧化銅的重量百分 比為0. 1%。所述的有機(jī)粘接劑在固化過程中無揮發(fā)性組分產(chǎn)生；所述的有機(jī)粘接劑在固化過 程中體積收縮率低于。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑處理是將所述的硅烷 偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑溶解在稀乙酸中，將需要處理的光學(xué)面浸泡在所述的硅烷偶聯(lián)劑或 鈦酸酯偶聯(lián)劑的酸溶液中進(jìn)行處理。所述的酸性物質(zhì)為乙酸，該乙酸的配制濃度0. 2mol/L，浸泡處理所述的釹玻璃側(cè) 邊和所述的吸收玻璃板條的光學(xué)平面。所述的激光玻璃側(cè)邊和所述的吸收玻璃板條相互粘貼的光學(xué)平面的加工精度要 求達(dá)到2級(jí)或2級(jí)以上光潔度，平整度達(dá)到或優(yōu)于4入。所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有1° 4°的傾 角，且相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。實(shí)施例1，四邊形片狀激光釹玻璃抑制放大自發(fā)輻射的方法，請(qǐng)參閱圖1至圖5，圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃 板條配置示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃板條粘貼示 意。圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃短側(cè)邊和吸收玻璃板條配置示意圖。圖4為 本發(fā)明實(shí)施例1的片狀激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊和吸收玻璃板條粘貼示意圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施 例1的片狀激光釹玻璃外形尺寸整形及通光面精密拋光后的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明抑制大尺 寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，包括下列步驟①選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃，該吸收玻璃的熱膨脹系數(shù)與 所述的片狀激光釹玻璃的熱膨脹系數(shù)的差值小于2%，所述的吸收玻璃在激光波長(zhǎng)的折射 率Ii1大于所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率η2，且Ii1-Ii2 = 0. 0005 0. 005 ；選取 有機(jī)粘接劑，該有機(jī)粘接劑和所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率匹配，所述的有機(jī) 粘接劑在激光波長(zhǎng)的折射率η3，要求滿足關(guān)系式n2 < n3 < H1 ；本實(shí)施例的激光釹玻璃在1053nm折射率n2、吸收玻璃在1053nm折射率Ii1和有機(jī)粘接劑在1053nm折射率n3相匹配， 例如Ii1 = 1.535并且Ii2 = 1.533，那么Ii3匹配到1.534是合適的。吸收玻璃30°C _300°C的 熱膨脹系數(shù)Q1與激光釹玻璃30°C-30(TC的熱膨脹系數(shù)Ci2相匹配，例如Ci2= 120X10_7， 那么α i匹配到(118 122) X 10_7是合適的。②對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的周邊的相間隔的側(cè)邊進(jìn)行光學(xué)加工，將片狀激光釹 玻璃1的長(zhǎng)側(cè)邊1. 1和長(zhǎng)側(cè)邊1. 2進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工達(dá)到2級(jí)光潔度要求并且達(dá)到 4 λ平整度要求，根據(jù)所述的片狀激光釹玻璃的相間隔的長(zhǎng)側(cè)邊的尺寸，選配尺寸相適應(yīng)的 吸收玻璃板條，并對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；將兩塊吸收玻璃板條2的表面2. 3 和表面2. 4進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工達(dá)到2級(jí)光潔度要求并且達(dá)到4 λ平整度要求。③對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的長(zhǎng)側(cè)邊1. 1和長(zhǎng)側(cè)邊1. 2和所述的吸收玻璃板條的 表面2. 3和表面2. 4進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面，進(jìn)行潔凈處理，并進(jìn)行乙酸處理和硅烷偶 聯(lián)處理。實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；④用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹 玻璃的相應(yīng)的側(cè)邊上；如圖2所示，將配制好的有機(jī)粘接劑涂敷于激光釹玻璃長(zhǎng)側(cè)邊1. 1和 長(zhǎng)側(cè)邊1. 2、吸收玻璃表面2. 3和表面2. 4，進(jìn)行粘接、固化。⑤如圖3所示，將所述的兩長(zhǎng)側(cè)邊粘接好吸收玻璃的片狀激光釹玻璃1的兩短側(cè) 邊1. 5和1. 6進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工達(dá)到2級(jí)光潔度要求并且達(dá)到4 λ平整度要求，對(duì)應(yīng) 的，將吸收玻璃板條3的表面3. 7和表面3. 8進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工達(dá)到2級(jí)光潔度要求 并且達(dá)到4λ平整度要求。對(duì)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊一一進(jìn) 行光學(xué)加工，根據(jù)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊的尺寸，配備尺寸 相適應(yīng)的吸收玻璃板條，對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；⑥對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面， 實(shí)施酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理，激光釹玻璃短側(cè)邊1. 5和短側(cè)邊1. 6、吸收玻璃表面3. 7 和表面3. 8進(jìn)行潔凈處理，并進(jìn)行乙酸處理和硅烷偶聯(lián)劑處理；⑦如圖4所示，將配制好的有機(jī)粘接劑涂敷于激光釹玻璃短側(cè)邊1. 5和短側(cè)邊 1. 6、吸收玻璃表面3. 7和表面3. 8，進(jìn)行粘接、固化。⑧如圖5所示，將四側(cè)邊粘接吸收玻璃的激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸整形，將所述 的粘接吸收玻璃的激光釹玻璃通光面進(jìn)行精密拋光，透過波前畸變達(dá)到或小于λ /4，即可 用作為激光放大器材料。所述的吸收玻璃為摻雜氧化銅的磷酸鹽玻璃，該吸收玻璃摻雜氧化銅的重量百分 比為1%。所述的有機(jī)粘接劑在固化過程中無揮發(fā)性組分產(chǎn)生；所述的有機(jī)粘接劑在固化過 程中體積收縮率低于。所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑處理是將所述的硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯 偶聯(lián)劑溶解在稀乙酸中，將需要處理的光學(xué)面浸泡在所述的硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑的 酸溶液中進(jìn)行處理。所述的酸性物質(zhì)為乙酸，該乙酸的配制濃度0. 2mol/L，浸泡處理所述的釹玻璃側(cè) 邊和所述的吸收玻璃板條的光學(xué)平面。所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有1°傾角，且相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。所述的有機(jī)粘接劑，在應(yīng)用于激光釹玻璃包邊的過程中，需檢測(cè)所述有機(jī)粘接劑 固化后的折射率，應(yīng)和所述激光釹玻璃折射率匹配。實(shí)施例2 本實(shí)施例的形狀和實(shí)施步驟同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于所述的吸收玻璃為摻雜氧化銅的磷酸鹽玻璃，該吸收玻璃摻雜氧化銅的重量百分 比為0. 5%。所述吸收玻璃板條的外形尺寸，長(zhǎng)度方向比所述激光釹玻璃側(cè)邊長(zhǎng)2mm或以上， 所述吸收玻璃寬度方向比所述激光釹玻璃厚度寬Imm或以上。用酸溶液處理所述的光學(xué)平 面，移至無塵室中進(jìn)行偶聯(lián)處理，清理、干燥后準(zhǔn)備操作。所述的有機(jī)粘接劑經(jīng)過減壓抽濾 處理，去除有機(jī)粘接劑中的細(xì)小固態(tài)物質(zhì)。應(yīng)用所述的有機(jī)粘接劑將所述的吸收玻璃緊密 粘接在所述的激光釹玻璃側(cè)邊?？刂扑龅挠袡C(jī)粘接劑層的厚度。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑處理是將所述的硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸 酯偶聯(lián)劑溶解在稀乙酸中，將需要處理的光學(xué)面浸泡在所述的硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑 的酸溶液中進(jìn)行處理。所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有4°的傾角，且 相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。實(shí)施例3 八邊形片狀激光釹玻璃抑制放大自發(fā)輻射的方法請(qǐng)參閱圖6至圖9，圖6為本實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃四斜邊和吸收玻璃板 條配置示意圖。圖7為本實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃的四斜邊和吸收玻璃板條粘貼后 的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃四直邊和吸收玻璃板條配置示意 圖。圖9為本實(shí)施例3八邊形片狀激光釹玻璃外形尺寸整形及通光面精密拋光后的結(jié)構(gòu)示 意圖。選取與激光釹玻璃匹配的吸收玻璃和有機(jī)粘接劑，同實(shí)施例1。所述吸收玻璃摻雜 氧化銅重量百分比為0.1%。如圖6所示，將激光釹玻璃4的斜側(cè)邊4. 1 斜側(cè)邊4. 4、吸收玻璃5的表面5. 5 表面5. 8進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工要求和實(shí)施例1相同，光學(xué)表面處理、粘接和實(shí)施例1相 同。如圖7所示，將配制好的有機(jī)粘接劑涂敷于激光釹玻璃4的斜側(cè)邊4. 1 斜側(cè)邊4. 4、 吸收玻璃板條5的表面5. 5 表面5. 8，進(jìn)行粘接、固化。如圖8所示，四邊粘接吸收玻璃 的激光釹玻璃，對(duì)激光釹玻璃4的直側(cè)邊4. 9 直側(cè)邊4. 12進(jìn)行光學(xué)加工，對(duì)應(yīng)的，將吸收 玻璃6的表面6. 13 表面6. 16進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工要求和實(shí)施例1相同，光學(xué)表面處 理、粘接和實(shí)施例1相同。如圖9所示，將側(cè)邊粘接吸收玻璃的激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸整 形，將所述的粘接吸收玻璃的激光釹玻璃通光面進(jìn)行精密拋光，透過波前畸變達(dá)到或小于 λ/4。本實(shí)施例中，所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有 2。的傾角，且相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。實(shí)施例4 本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和步驟同實(shí)施例3.選取與激光釹玻璃匹配的吸收玻璃和有機(jī)粘接劑同實(shí)施例1。所述吸收玻璃摻雜氧化銅重量百分比為1%。如圖6所示，將激光釹玻璃4的側(cè)邊4. 1 側(cè)邊4. 4、吸收玻璃5的表面5. 5 表面
5.8進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工要求和實(shí)施例1相同，光學(xué)表面進(jìn)行潔凈處理，粘接和實(shí)施例1 相同。如圖7所示，將配制好的有機(jī)粘接劑涂敷于激光釹玻璃4的側(cè)邊4. 1 側(cè)邊4. 4、吸 收玻璃5的表面5. 5 表面5. 8，進(jìn)行粘接、固化。如圖8所示，四邊粘接吸收玻璃的激光釹 玻璃，對(duì)激光釹玻璃4的側(cè)邊4. 9 側(cè)邊4. 12進(jìn)行光學(xué)加工，對(duì)應(yīng)的，將吸收玻璃6的表面
6.13 表面6. 16進(jìn)行光學(xué)加工，光學(xué)加工要求和實(shí)施例1相同，光學(xué)表面進(jìn)行潔凈處理，粘 接和實(shí)施例1相同。如圖9所示，將側(cè)邊粘接吸收玻璃的激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸整形，將 所述的粘接吸收玻璃的激光釹玻璃通光面進(jìn)行精密拋光，透過波前畸變達(dá)到或小于λ /4。本實(shí)施例中所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面沒有傾實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法可有效地抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射和寄生 振蕩，增益性能接近理論計(jì)算水平，滿足高功率激光裝置的使用要求。最后所說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照 最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù) 方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特征在于該方法包括下列步驟(一)選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃和有機(jī)粘接劑該吸收玻璃的熱膨脹系數(shù)與所述的片狀激光釹玻璃的熱膨脹系數(shù)的差值小于2％，所述的吸收玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率n1大于所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率n2，且n1 n2＝0.0005～0.005；選取有機(jī)粘接劑，該有機(jī)粘接劑和所述片狀激光釹玻璃在激光波長(zhǎng)的折射率匹配，所述的有機(jī)粘接劑在激光波長(zhǎng)的折射率n3，要求滿足關(guān)系式n2＜n3＜n1；(二)所述的片狀激光釹玻璃和吸收玻璃板條的加工和粘貼對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的周邊選配尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板條并進(jìn)行光學(xué)加工，經(jīng)處理后，用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃的周邊上；(三)片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋光將周邊都粘貼了所述的吸收玻璃板條的片狀激光釹玻璃進(jìn)行外部尺寸整形，對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋光并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特征在 于所述的第(二)步包括下列具體步驟①對(duì)所述的片狀激光釹玻璃的周邊的相間隔的側(cè)邊進(jìn)行光學(xué)加工，根據(jù)所述的片狀激 光釹玻璃的相間隔的側(cè)邊的尺寸，選配尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板條，并對(duì)所述的吸收玻璃 板條進(jìn)行光學(xué)加工；②對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面，實(shí)施 酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；③用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻 璃的相應(yīng)的側(cè)邊上；④對(duì)所述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊一一進(jìn)行光學(xué)加工，根據(jù)所 述的片狀激光釹玻璃尚未粘貼吸收玻璃板條的側(cè)邊的尺寸，配備尺寸相適應(yīng)的吸收玻璃板 條，對(duì)所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工；⑤對(duì)所述的片狀激光釹玻璃和所述的吸收玻璃板條進(jìn)行光學(xué)加工后的光學(xué)平面，實(shí)施 酸性物質(zhì)處理和偶聯(lián)劑處理；⑥用所述的有機(jī)粘接劑，將所述的吸收玻璃板條緊密地粘貼在所述的片狀激光釹玻璃 的相應(yīng)的側(cè)邊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其 特征在于所述的吸收玻璃為摻雜氧化銅的磷酸鹽玻璃，其中摻雜氧化銅的重量百分比為 0. 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特 征在于所述的有機(jī)粘接劑在固化過程中無揮發(fā)性組分產(chǎn)生；所述的有機(jī)粘接劑在固化過 程中體積收縮率低于。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特征在 于所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，所述的偶聯(lián)劑處理是將所述的硅烷偶聯(lián) 劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑溶解在稀乙酸中，將需要處理的光學(xué)面浸泡在所述的硅烷偶聯(lián)劑的酸溶 液中或鈦酸酯偶聯(lián)劑的酸溶液中進(jìn)行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特征在 于所述的酸性物質(zhì)為乙酸，該乙酸的配制濃度0. 2mol/L,浸泡處理所述的釹玻璃側(cè)邊和 所述的吸收玻璃板條的光學(xué)平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特 征在于所述的激光玻璃側(cè)邊和所述的吸收玻璃板條相互粘貼的光學(xué)平面的加工精度要求 達(dá)到2級(jí)或2級(jí)以上光潔度，平整度達(dá)到或優(yōu)于4 λ。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，其特 征在于所述的激光釹玻璃的側(cè)邊與該激光釹玻璃的通光面的垂直面具有1° 4°的傾 角，且相對(duì)側(cè)面的傾角相互平行。
全文摘要
一種抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射的方法，包括(一)選取與所述的片狀激光釹玻璃相匹配的吸收玻璃和有機(jī)粘接劑；(二)所述的片狀激光釹玻璃和吸收玻璃板條的加工和粘貼，(三)片狀激光釹玻璃的通光面進(jìn)行精密拋光等步驟。本發(fā)明可有效地抑制大尺寸片狀激光釹玻璃放大自發(fā)輻射和寄生振蕩，增益性能接近理論計(jì)算水平，并具有較好的穩(wěn)定性，滿足高功率激光裝置的使用要求。
文檔編號(hào)H01S3/10GK101976796SQ201010273819
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者唐景平, 孟濤, 溫磊, 胡麗麗, 胡俊江, 陳偉, 陳力 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所