專利名稱：一種光纖耦合輸出調(diào)q固體激光器及制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光二極管泵浦固體激光器，特別是一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器及制造工藝。
背景技術(shù)：
激光二極管泵浦固體激光器(DPL)通常是以窗口形式直接輸出，這種輸出方式的DPL在使用過程中由于光束是直接輸出的，限制了激光器使用的靈活性以及與其它使用DPL的儀器設備之間的耦合連接。 傳統(tǒng)的DPL光纖耦合輸出方法是在DPL的輸出鏡(或激光器殼體)外側(cè)增加一個耦合裝置，將通過窗口輸出的光束耦合到光纖中，再經(jīng)過光纖與其它使用DPL的光學儀器(或設備)之間進行耦合連接，這種方法調(diào)節(jié)耦合困難，長時間使用容易出現(xiàn)耦合效率降低，需要重新調(diào)節(jié)耦合，與此同時增加了 DPL的體積、重量以及外觀的的不協(xié)調(diào)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小、可靠性和耦合效率高的光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器及制造工藝。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是包括固定在殼體內(nèi)的激光介質(zhì)和輸出光纖，在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔,諧振腔內(nèi)激光介質(zhì)與輸出光纖之間有調(diào)Q晶體。所述的激光介質(zhì)的端面有端面激光二極管，端面激光二極管是通過腔內(nèi)端面作用在激光介質(zhì)上，激光介質(zhì)受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。所述的激光介質(zhì)一側(cè)面有側(cè)面激光二極管，激光介質(zhì)受側(cè)面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。所述的激光介質(zhì)一側(cè)面有側(cè)面激光二極管，端面有端面激光二極管，激光介質(zhì)受側(cè)面激光二極管和端面激光二極管在腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。在端面激光二極管與激光介質(zhì)之間有光學耦合透鏡。所述的殼體固定輸出光纖的通道直徑與輸出光纖外徑緊配合固定，使輸出光纖端面與腔內(nèi)光軸重合；所述的通道長度是輸出光纖直徑的3倍以上。所述的輸出光纖固定在一帶外螺紋的空芯管內(nèi)，空芯管與輸出光纖同軸，空芯管通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖內(nèi)端面與激光介質(zhì)端面腔距。所述的空芯管外端面有緊固件，緊固件一方面用于定位空芯管，另一方面用于通過準直系統(tǒng)校正空芯管與腔內(nèi)的光軸重合度。一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材；
2)按殼體要求加工外徑；3)同軸加工端面激光二極管腔體；
4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑；
5)同軸加工激光介質(zhì)腔體,使激光介質(zhì)腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑；
6)同軸加工調(diào)Q晶體腔體,使調(diào)Q晶體腔體外徑大于激光介質(zhì)腔體外徑；
7)加工激光二極管引線通道孔；
8)加工內(nèi)或外螺紋；
9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑；
10)同軸加工輸出光纖通道；
11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合；
12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；
13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；
14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出；
15)左殼體和右殼體連接。本發(fā)明的優(yōu)點是由于是通過在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔，激光介質(zhì)受激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。這樣利用普通光纖的端面作為DPL的輸出窗口，形成DPL諧振腔的一個振蕩兀件,使DPL的輸出光束直接通過光纖輸出，有利于提高光束質(zhì)量、簡化DPL光纖輸出f禹合結(jié)構(gòu)。又由于光纖端面直徑較小,可以抑制諧振腔內(nèi)高階模的振蕩，克服傳統(tǒng)I禹合方式的缺點。其次，由于輸出窗口小型化，有利于DPL工程化、模塊化和標準化設計。


下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖I是本發(fā)明實施例I結(jié)構(gòu)示意 圖2是空芯管結(jié)構(gòu)示意 圖3是準直緊固件結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實施例3結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是具有標準SMA905光纖連接器接口的準直緊固件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、殼體；2、激光介質(zhì)；3、腔內(nèi)光軸；4、通道；5、準直緊固件；6、輸出光纖；7、輸出窗口 ；8、諧振腔；9、耦合透鏡；10、端面激光二極管；11、引線通道；12、調(diào)Q晶體；13、空芯管；14、側(cè)面激光二極管；15、SMA905光纖連接器座；16、SMA905光纖連接器接口。
具體實施例方式實施例I
一種光纖I禹合輸出調(diào)Q固體激光器，包括固定在殼體I內(nèi)的激光介質(zhì)2和輸出光纖6,在激光介質(zhì)2的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜,殼體I內(nèi)的輸出光纖6端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)2鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖6鍍1064nm部分透射膜端面在殼體I內(nèi)形成諧振腔，諧振腔內(nèi)激光介質(zhì)2與輸出光纖6之間有調(diào)Q晶體12。實施例2
如圖I所示，一種激光二極管泵浦固體激光器的光纖耦合輸出方法，包括固定在殼體I內(nèi)的激光介質(zhì)2和輸出光纖6,在激光介質(zhì)2的左端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，右端面鍍有1064nm增透膜和808nm全反膜；殼體I內(nèi)的輸出光纖6端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)2鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖6鍍有1064nm部分透射膜的端面在殼體I內(nèi)形成諧振腔8，端面激光二極管10和耦合透鏡9從左到右依次固定在激光介質(zhì)2的左端，端面激光二極管10通過耦合透鏡9作用在激光介質(zhì)2上，激光介質(zhì)2受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。殼體I固定輸出光纖6有一通道4,通道4直徑與輸出光纖6外徑緊配合固定,使 輸出光纖6的輸出窗口 7 (或端面)與腔內(nèi)光軸3垂直。所述的通道4長度是輸出光纖6直徑的3倍以上，以確保輸出光纖6的穩(wěn)定和可
O當然，輸出光纖6也可以固定在一帶外螺紋的空芯管13內(nèi)，空芯管13與輸出光纖6同軸，如圖2所示，空芯管13通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管13螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖6內(nèi)端面與激光介質(zhì)端面腔距離。為了使工藝合理，空芯管13外端面有準直緊固件5，如圖3所示，準直緊固件5 —方面用于定位空芯管13，另一方面用于通過準直系統(tǒng)校正腔內(nèi)各元件的光軸重合度。其次，準直緊固件5連接標準SMA905光纖連接器座15，如圖7所示，需要時，通過SMA905光纖連接器接口 16連接任意長度的輸出光纖，不用時，整體可以封裝起來，給運輸、維護帶來方便。實施例3
如圖4所不,實施例3與實施例2不同之處在于在激光介質(zhì)2與輸出光纖6內(nèi)端面之間增加了調(diào)Q晶體12，形成激光二極管泵浦調(diào)Q固體激光器。實施例4
如圖5所不,實施例4與實施例3不同之處在于不僅在激光介質(zhì)2與輸出光纖6內(nèi)端面之間增加了調(diào)Q晶體12，形成激光二極管泵浦調(diào)Q固體激光器。同時，在激光介質(zhì)2側(cè)面增加了泵浦側(cè)面激光二極管14，泵浦側(cè)面激光二極管14和泵浦端面激光二極管10共同泵浦激光介質(zhì)2，提高輸出功率。實施例4
如圖6所示，實施例5與實施例2不同之處在于在激光介質(zhì)2 —側(cè)增加了泵浦側(cè)面激光二極管14，泵浦側(cè)面激光二極管14和泵浦端面激光二極管10共同泵浦激光介質(zhì)2，提高輸出功率，沒有調(diào)Q晶體12，可輸出連續(xù)功率。—種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材；
2)按殼體I要求加工外徑；
3)同軸加工端面激光二極管腔體；
4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑；
5)同軸加工激光介質(zhì)2腔體，使激光介質(zhì)2腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑；6)同軸加工調(diào)Q晶體12腔體，使調(diào)Q晶體12腔體外徑大于激光介質(zhì)2腔體外徑；
7)加工激光二極管引線通道孔；
8)加工內(nèi)或外螺紋；
9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑；
10)同軸加工輸出光纖通道；
11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合；
12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；
13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；
14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出；
15)左殼體和右殼體連接。激光二極管與激光二極管腔體之間通過套件配合。耦合透鏡和耦合透鏡腔體之間通過套件配合。激光介質(zhì)和激光介質(zhì)腔體之間通過套件配合。調(diào)Q晶體和調(diào)Q晶體腔體之間通過套件配合。本實施例沒有詳細敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
權(quán)利要求
1.一種光纖I禹合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是包括固定在殼體(I)內(nèi)的激光介質(zhì)(2)和輸出光纖(6)，在激光介質(zhì)(2)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體(I)內(nèi)的輸出光纖(6)端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)(2)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖(6)鍍1064nm部分透射膜端面在殼體(I)內(nèi)形成諧振腔，諧振腔內(nèi)激光介質(zhì)⑵與輸出光纖(6)之間有調(diào)Q晶體(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的激光介質(zhì)(2)的端面有端面激光二極管(10)，端面激光二極管(10)是通過腔內(nèi)端面作用在激光介質(zhì)(2)上，激光介質(zhì)(2)受端面激光二極管(10)腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的激光介質(zhì)(2) —側(cè)面有側(cè)面激光二極管(14)，激光介質(zhì)(2)受側(cè)面激光二極管(14)腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的激光介質(zhì)(2) —側(cè)面有側(cè)面激光二極管(14)，端面有端面激光二極管(10)，激光介質(zhì)受側(cè)面激光二極管(14)和端面激光二極管(10)在腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對1064nm振蕩輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是在端面激光二極管(10)與激光介質(zhì)(2)之間有光學耦合透鏡(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的殼體(I)固定輸出光纖(6)的通道(4)直徑與輸出光纖(6)外徑緊配合固定,使輸出光纖(6)端面與腔內(nèi)光軸(3)重合；所述的通道(4)長度是輸出光纖(6)直徑的3倍以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的輸出光纖(6)固定在一帶外螺紋的空芯管(13)內(nèi)，空芯管(13)與輸出光纖(6)同軸，空芯管(13)通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管(13)螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖(6)內(nèi)端面與激光介質(zhì)(2)端面腔距。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器，其特征是所述的空芯管(13)外端面有緊固件，緊固件一方面用于定位空芯管(13)，另一方面用于通過準直系統(tǒng)校正空芯管(13)與腔內(nèi)的光軸重合度。
9.一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材； 2)按殼體要求加工外徑； 3)同軸加工端面激光二極管腔體； 4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑； 5)同軸加工激光介質(zhì)腔體,使激光介質(zhì)腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑； 6)同軸加工調(diào)Q晶體腔體,使調(diào)Q晶體腔體外徑大于激光介質(zhì)腔體外徑； 7)加工激光二極管引線通道孔； 8)加工內(nèi)或外螺紋； 9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑； 10)同軸加工輸出光纖通道； 11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合； 12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；.13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；.14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出；.15)左殼體和右殼體連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光纖耦合輸出調(diào)Q固體激光器及制造工藝，該激光器，包括固定在殼體內(nèi)的激光介質(zhì)和輸出光纖，在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔，諧振腔內(nèi)激光介質(zhì)與輸出光纖之間有調(diào)Q晶體。本發(fā)明有利于提高光束質(zhì)量、簡化DPL光纖輸出耦合結(jié)構(gòu)。又由于光纖端面直徑較小，可以抑制諧振腔內(nèi)高階模的振蕩，克服傳統(tǒng)耦合方式的缺點。由于輸出窗口小型化，有利于DPL工程化、模塊化和標準化設計。
文檔編號H01S3/0941GK102810812SQ201210259299
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者蔡德芳, 王石語, 過振, 李兵斌, 文建國 申請人:西安電子科技大學