專利名稱：一種采用復(fù)合腔的腔內(nèi)泵浦激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體激光器，尤其是一種采用復(fù)合腔的腔內(nèi)泵浦激光器。
背景技術(shù)：
隨著全固態(tài)激光器在工業(yè)、醫(yī)療、民用等領(lǐng)域展現(xiàn)越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景，高功率的固體激光器被越來(lái)越多地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。這些固體激光器中，有些激光晶體可以采用激光二極管(LD)直接泵浦，有些激光晶體的吸收譜是現(xiàn)有的LD輸出波長(zhǎng)所無(wú)法覆蓋的，只能采用固體激光器進(jìn)行泵浦，采用激光去泵浦激光晶體往往需要對(duì)激光進(jìn)行準(zhǔn)直和聚焦，由于采用的光學(xué)元器件較多，光學(xué)傳輸過(guò)程中損耗較大，從而使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且整體效率較低，這就使得研制結(jié)構(gòu)緊湊的該類型激光器顯得日益迫切起來(lái)
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了以下技術(shù)方案一種采用復(fù)合腔的腔內(nèi)泵浦激光器，該激光器包括泵浦模塊；第一反射鏡，第二反射鏡，第三反射鏡，輸出鏡；第一激光晶體，第二激光晶體，第三激光晶體，第四激光晶體；偏振分光鏡P ;控制器，控制第一激光晶體和第二激光晶體的輸出光偏振方向；其光路設(shè)置為第一激光晶體置于第一反射鏡和偏振分光鏡之間，第二激光晶體置于第二反射鏡和偏振分光鏡之間，第三激光晶體置于第三反射鏡和偏振分光鏡P之間，第四激光晶體置于輸出鏡和偏振分光鏡P之間；第一反射鏡和第二反射鏡之間形成第一波長(zhǎng)激光的諧振腔，第一波長(zhǎng)的激光為S光偏振；第三反射鏡和輸出鏡之間形成第二波長(zhǎng)激光的諧振腔，第二波長(zhǎng)的激光為P光偏振；偏振分光鏡置于兩諧振腔的交點(diǎn)上，與第二諧振腔內(nèi)的第二波長(zhǎng)激光的光軸方向呈布儒斯特角設(shè)置；兩個(gè)泵浦模塊分別為第一激光晶體和第二激光晶體提供泵浦光，在第一反射鏡和第二反射鏡之間構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生s偏振的第一波長(zhǎng)激光；偏振分光片P對(duì)第一波長(zhǎng)激光部分反射，部分透射，透射部分繼續(xù)在第一全反鏡和第二全反鏡形成激光振蕩，反射部分分別被反射至第三激光晶體和第四激光晶體，并對(duì)第三激光晶體和第四激光晶體進(jìn)行泵浦；由于受到第一波長(zhǎng)激光的泵浦，由第三反射鏡和輸出鏡構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生P偏振的第二波長(zhǎng)激光，該P(yáng)偏振光以較小的損耗往返通過(guò)偏振分光鏡P，不斷的被放大，并通過(guò)輸出鏡輸出；控制器,控制第一激光晶體和第二激光晶體的偏振方向，對(duì)第一波長(zhǎng)激光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制反射光和透射光的比例，對(duì)輸出的第二波長(zhǎng)激光功率進(jìn)行調(diào)節(jié)；第一反射鏡和第二反射鏡外端面鍍對(duì)泵浦光的高透射膜，內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)激光的高反射膜，第三反射鏡內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)激光和第二波長(zhǎng)激光的高反射膜，輸出鏡內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)的高反射膜和第二波長(zhǎng)的部分透射膜；第一激光晶體和第二激光晶體靠近偏振分光片的一端鍍對(duì)泵浦光的高反射光和第一波長(zhǎng)的高透射膜，遠(yuǎn)離偏振分光片的一端鍍對(duì)泵浦光的高透射膜；第三激光晶體和第四激光晶體的兩個(gè)端面鍍有對(duì)第一和第二波長(zhǎng)的高透射膜。優(yōu)選地，該第一激光晶體和第二激光晶體為摻Tm3+:YAP，采用b軸切割方式，該第三激光晶體和第四激光晶體為摻Ho3+:YLF，采用a軸切割方式。優(yōu)選地，偏振分光鏡材料為熔融石英或者CaF2。優(yōu)選地，控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制第一激光晶體和第二激光晶體的軸向。


圖I為激光器的光路結(jié)構(gòu)圖

其中各附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)的部件I :第一激光晶體；2 :第二激光晶體；3 :第三激光晶體；4 :第四激光晶體；5 :第一泵浦模塊6 :第二泵浦模塊Ml :第一反射鏡；M2 :第二反射鏡；M3 :第三反射鏡；M4 :輸出鏡P :偏振分光片
具體實(shí)施例方式如圖所示第一激光晶體和第二激光晶體為T(mén)m3+:YAP晶體,米用b軸切割方式。第一激光晶體和第二激光晶體位于Ml和M2構(gòu)成的諧振腔內(nèi)，外部分別有模塊對(duì)其進(jìn)行泵浦，該泵浦模塊包括LD，其發(fā)出的光經(jīng)過(guò)尾纖后被擴(kuò)束鏡擴(kuò)束，分別到達(dá)第一激光晶體和第二激光晶體。Ml和M2的兩端面鍍有對(duì)泵浦光的增透膜(R < O. 5% )，內(nèi)端面鍍有對(duì)1940nm反射率高于99. 5%的高反膜。第一激光晶體靠近Ml的端面鍍有對(duì)泵浦光和1940nm的雙增透膜，透過(guò)率高于99. 5%，靠近偏振分光片P的一端鍍有對(duì)泵浦光的高反射膜和1940nm的高增透膜，透過(guò)率高于99. 5%，第二激光晶體靠近M2的端面鍍有對(duì)泵浦光和1940nm的雙增透膜，透過(guò)率高于99. 5%，靠近偏振分光片P的一端鍍有對(duì)泵浦光的高反射膜和1940nm的高增透膜，透過(guò)率高于99.5%。在Ml和M2之間形成了波長(zhǎng)1940nm波長(zhǎng)激光的諧振腔。1940nm線偏振光在腔內(nèi)振蕩，并在偏振分光片處被分為反射光和透射光，透射光繼續(xù)振蕩，反射光被分別反射至第三激光晶體和第四激光晶體。第三激光晶體和第四激光晶體為Ho3+:YLF晶體，采用a軸切割方式，第三激光晶體和第四激光晶體位于M3和輸出鏡構(gòu)成的諧振腔內(nèi)。M3內(nèi)表面鍍有對(duì)于1940nm和2050nm光的高反膜，反射率高于99. 5%,輸出鏡靠近偏振分光片P的端面鍍有對(duì)于1940nm反射率高于99. 5%的高反膜和對(duì)于2050nm激光透過(guò)率為20%的部分透射膜。第三激光晶體3和第四激光晶體4的兩個(gè)端面均鍍有對(duì)于1940nm和2050nm透過(guò)率為99. 5%的膜。偏振分光片的兩個(gè)表面不鍍膜。在M3和輸出鏡之間形成了波長(zhǎng)2050nm激光的諧振腔。2050nm激光在腔內(nèi)振蕩，并通過(guò)輸出鏡輸出。Ml和M2之間形成的諧振腔，與M3和輸出鏡之間形成的諧振腔相交，偏振分光鏡P置于兩諧振腔的交點(diǎn)上，與第二波長(zhǎng)激光光的光軸方向呈布儒斯特角設(shè)置。該偏振分光片的材料采用熔融石英或者CaF2.
控制器(圖中未示出)對(duì)第一激光晶體I和第二激光晶體2的方向控制，使腔內(nèi)振蕩光的偏振方向發(fā)生改變，控制2050nm輸出光的輸出功率。該控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制該晶體的方向。
權(quán)利要求
1.一種采用復(fù)合腔的腔內(nèi)泵浦激光器，其特征在于 該激光器包括 泵浦模塊；第一反射鏡，第二反射鏡，第三反射鏡，輸出鏡；第一激光晶體，第二激光晶體,第三激光晶體,第四激光晶體；偏振分光鏡；控制器，控制第一激光晶體和第二激光晶體的方向； 該激光器的光路設(shè)置為第一激光晶體置于第一反射鏡和所述偏振分光鏡之間，第二激光晶體置于第二反射鏡和所述偏振分光鏡之間，第三激光晶體置于第三反射鏡和所述偏振分光鏡之間，第四激光晶體置于輸出鏡和所述偏振分光鏡之間； 第一反射鏡和第二反射鏡之間形成第一波長(zhǎng)激光的諧振腔，第一波長(zhǎng)的激光為S光偏振；第三反射鏡和輸出鏡之間形成第二波長(zhǎng)激光的諧振腔，第二波長(zhǎng)的激光為P光偏振；偏振分光鏡置于兩諧振腔的交點(diǎn)上，與第二諧振腔內(nèi)的第二波長(zhǎng)激光的光軸方向呈布儒斯特角設(shè)置； 兩個(gè)泵浦模塊分別為第一激光晶體和第二激光晶體提供泵浦光，在第一反射鏡和第二反射鏡之間構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生S偏振的第一波長(zhǎng)激光；偏振分光片對(duì)第一波長(zhǎng)激光部分反射，部分透射，透射部分繼續(xù)在第一全反鏡和第二全反鏡形成激光振蕩，反射部分分別被反射至第三激光晶體和第四激光晶體，并對(duì)第三激光晶體和第四激光晶體進(jìn)行泵浦；由于受到第一波長(zhǎng)激光的泵浦，由第三反射鏡和輸出鏡構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生P偏振的第二波長(zhǎng)激光，該P(yáng)偏振光以較小的損耗往返通過(guò)偏振分光鏡，不斷的被放大，并通過(guò)輸出鏡輸出； 控制器，控制第一激光晶體和第二激光晶體的方向，對(duì)第一波長(zhǎng)激光的偏振態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制反射光和透射光的比例，對(duì)輸出的第二波長(zhǎng)激光功率進(jìn)行調(diào)節(jié)； 第一反射鏡和第二反射鏡外端面鍍對(duì)泵浦光的高透射膜，內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)激光的高反射膜，第三反射鏡內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)激光和第二波長(zhǎng)激光的高反射膜，輸出鏡內(nèi)端面鍍對(duì)第一波長(zhǎng)的高反射膜和第二波長(zhǎng)的部分透射膜；第一激光晶體和第二激光晶體靠近偏振分光片的一端鍍對(duì)泵浦光的高反射光和第一波長(zhǎng)的高透射膜，遠(yuǎn)離偏振分光片的一端鍍對(duì)泵浦光的高透射膜；第三激光晶體和第四激光晶體的兩個(gè)端面鍍有對(duì)第一和第二波長(zhǎng)的高透射膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光器，其特征在于該第一激光晶體和第二激光晶體為摻Tm3- YAP,采用b軸切割方式，該第三激光晶體和第四激光晶體為摻Ho3_: YLF，采用a軸切割方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的激光器，其特征在于偏振分光鏡材料為熔融石英或者CaF20
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的激光器，其特征在于控制器通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制第一激光晶體和第二激光晶體的方向。
全文摘要
一種采用復(fù)合腔的腔內(nèi)泵浦激光器，該激光器包括泵浦模塊；第一至第三反射鏡以及輸出鏡；第一至第四激光晶體；偏振分光鏡；控制器，控制第一激光晶體和第二激光晶體的方向。其光路設(shè)置為第一激光晶體置于第一反射鏡和偏振分光鏡之間，第二激光晶體置于第二反射鏡和偏振分光鏡之間，第三激光晶體置于第三反射鏡和偏振分光鏡P之間，第四激光晶體置于輸出鏡和偏振分光鏡P之間；第一反射鏡和第二反射鏡之間形成第一波長(zhǎng)激光的諧振腔，第三反射鏡和輸出鏡之間形成第二波長(zhǎng)激光的諧振腔，偏振分光鏡置于兩諧振腔的交點(diǎn)上，與第二諧振腔內(nèi)的震蕩的激光光軸方向呈布儒斯特角設(shè)置；在第一反射鏡和第反射鏡之間構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生線偏振的第一波長(zhǎng)激光；在第三反射鏡和輸出鏡之間構(gòu)成的諧振腔內(nèi)產(chǎn)生線偏振的第二波長(zhǎng)激光，該激光通過(guò)輸出鏡輸出。
文檔編號(hào)H01S3/08GK102780148SQ201210220089
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者王克強(qiáng), 苑利鋼, 陳國(guó) , 韓隆, 魏磊 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所