微型固體激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種微型固體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光器應(yīng)用范圍非常廣泛，其具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、輸出光束質(zhì)量好 等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到迅猛發(fā)展，尤其在激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制 造、激光雕亥I」、激光打標(biāo)、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔、切割、焊接、軍事國(guó)防安全、 醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)等具有廣泛的應(yīng)用。
[0003] 被動(dòng)調(diào)Q是獲得脈沖激光輸出的常用方法，基于可飽和吸收效應(yīng)的被動(dòng)調(diào)Q固體 激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、調(diào)Q效率高等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景，但是被 動(dòng)調(diào)Q激光器輸出脈沖能量不夠高，在很大程度上限制了其應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種體積小巧且輸出能量高的微型固體激光器。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種提升固體激光器輸出能量的方法，其工 作步驟包括：
[0006] S1、泵浦系統(tǒng)輻射出光能，通過聚光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵浦源與工作物質(zhì)的耦合；
[0007] S2、光學(xué)諧振腔提供光學(xué)正反饋維持激光持續(xù)振蕩以形成受激發(fā)射，并限制振蕩 光束的方向和頻率；
[0008] S3、振蕩光束通過工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)激光的輸出；
[0009] S4、輸出的激光通過放大物質(zhì)實(shí)現(xiàn)激光的放大。
[0010] 其中，工作物質(zhì)包括第一激光晶體，該第一激光晶體的一端鍍上半透膜，另一端鍍 上增透膜；放大物質(zhì)包括第二激光晶體；該第二激光晶體的兩端分別鍍上增透膜。
[0011] 利用該方法提升的輸出能量增益Ge~exp( 0A^L);其中：
[0012] 〇為斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)，A隊(duì)是粒子反轉(zhuǎn)數(shù)，L是兩端分別鍍上增透膜的激 光晶體棒的總長(zhǎng)度。
[0013] 通過給激光器的光路上增設(shè)一個(gè)兩端鍍上增透膜的激光晶體，使得該激光晶體在 激光器中充當(dāng)放大介質(zhì)的作用，從而構(gòu)成單程行波放大結(jié)構(gòu)。單程行波激光放大是一種非 反饋激光放大，入射信號(hào)光在處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激光放大介質(zhì)中隨作用距離的增大而不斷 地被放大。
[0014] 此外，本發(fā)明還提供了一種微型固體激光器，包括不少于2根激光晶體組和快速 腔內(nèi)光開關(guān)；
[0015] 激光晶體組包括第一激光晶體和第二激光晶體；
[0016] 第一激光晶體位于快速腔內(nèi)光開關(guān)前端，第一激光晶體鍍上增透膜的一端靠近快 速腔內(nèi)光開關(guān)；
[0017] 第二激光晶體、第一激光晶體、快速腔內(nèi)光開關(guān)依次排列放置于同一光路上。
[0018]目前在市面上常見的固體激光器中，多采用單條50mm長(zhǎng)的激光晶體作為工作物 質(zhì)。在本發(fā)明中，采用的是不少于2條的激光晶體組，其中一條的一端鍍上增透膜，另一端 鍍上半透膜，作為工作物質(zhì)。其余的激光晶體的兩端均分別鍍上增透膜，即為上述的放大介 質(zhì)，兩端鍍有增透膜的激光晶體、第一激光晶體、快速腔內(nèi)光開關(guān)依次排列放置于同一光路 上，實(shí)現(xiàn)激光輸出能量的放大。
[0019] 作為可選的，激光晶體包括釔鋁石榴石。除釔鋁石榴石之外，還可以是其他常用的 激光晶體。
[0020] 作為可選的，釔鋁石榴石摻雜有鉺元素。除鉺元素外，釔鋁石榴石也可以摻雜釹元 素。
[0021] 作為優(yōu)選的，第一激光晶體的長(zhǎng)度大于或等于18_，且小于或等于22_ ;第二激 光晶體的長(zhǎng)度大于或等于20mm，且小于或等于30mm。
[0022] 根據(jù)調(diào)Q激光器基本理論可知，調(diào)Q激光器的峰值功率為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提升固體激光器輸出能量的方法，其特征在于，其工作步驟包括： 51、 泵浦系統(tǒng)輻射出光能，通過聚光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)泵浦源與工作物質(zhì)的耦合； 52、 光學(xué)諧振腔提供光學(xué)正反饋維持激光持續(xù)振蕩以形成受激發(fā)射，并限制振蕩光束 的方向和頻率； 53、 振蕩光束通過工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)激光的輸出； 54、 輸出的激光通過放大物質(zhì)實(shí)現(xiàn)激光的放大。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升固體激光器輸出能量的方法，其特征在于，所述工作物 質(zhì)包括第一激光晶體； 所述第一激光晶體的一端鍍上半透膜，另一端鍍上增透膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提升固體激光器輸出能量的方法，其特征在于，所述放大物 質(zhì)包括第二激光晶體； 所述第二激光晶體的兩端分別鍍上增透膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的提升固體激光器輸出能量的方法，其特征在 于，所述方法提升的輸出能量增益Ge ~ exp (〇 ANtlL);其中： 所述C為斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)，所述ANtl是粒子反轉(zhuǎn)數(shù)，所述L是所述兩端分別鍍 上增透膜的激光晶體棒的總長(zhǎng)度。
5. -種微型固體激光器，其特征在于，包括不少于2根激光晶體組和快速腔內(nèi)光開關(guān)； 所述激光晶體組包括第一激光晶體和第二激光晶體； 所述第一激光晶體位于所述快速腔內(nèi)光開關(guān)前端，所述第一激光晶體鍍上增透膜的一 端靠近所述快速腔內(nèi)光開關(guān)； 所述第二激光晶體、第一激光晶體、快速腔內(nèi)光開關(guān)依次排列放置于同一光路上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型固體激光器，其特征在于，所述激光晶體組包括大于或 等于3根激光晶體，除所述第一激光晶體外的所述激光晶體的兩端分別鍍上增透膜； 所述兩端鍍有增透膜的激光晶體、第一激光晶體、快速腔內(nèi)光開關(guān)依次排列放置于同 一光路上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型固體激光器，其特征在于，所述激光晶體包括釔鋁石榴 石。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型固體激光器，其特征在于，所述第一激光晶體的長(zhǎng)度大 于或等于18mm，且小于或等于22mm ;所述第二激光晶體的長(zhǎng)度大于或等于20mm，且小于或 等于30_。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微型固體激光器，其特征在于，所述第一激光晶體的直徑大 于或等于3mm，且小于或等于4mm〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的微型固體激光器，其特征在于，所述半透膜 的透過率大于或等于40%，且小于或等于60% ;所述增透膜的透過率大于或等于99. 8%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種激光器，提供了一種基于YAG的被動(dòng)調(diào)Q激光器的放大方法以及具有放大效果的基于YAG的被動(dòng)調(diào)Q激光器。本發(fā)明通過縮短用于產(chǎn)生激光的YAG，并在腔內(nèi)增設(shè)一條兩端鍍上增透膜的YAG晶體，從而實(shí)現(xiàn)固體激光器的放大功能。通過此種方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)固體激光器的放大功能，而且固體激光器的體積也不會(huì)增大，使本發(fā)明的激光器具有便捷性和實(shí)用性。
【IPC分類】H01S3-16, H01S3-11
【公開號(hào)】CN104868356
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510279426
【發(fā)明人】許萍, 徐文
【申請(qǐng)人】蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日