并聯(lián)端泵串聯(lián)放大高功率激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光器，尤其涉及一種并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]高功率固體激光器具有高功率激光輸出、高光束質(zhì)量、高長(zhǎng)期穩(wěn)定性、器件結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、國(guó)防、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)和科學(xué)研究中有著廣泛應(yīng)用。目前，提高固體激光器輸出功率最為普遍的方法就是多棒串聯(lián)，或者多激光器并聯(lián)合束。
[0003]多棒串聯(lián)中激光輸出功率穩(wěn)定性、棒間熱特性差異所造成的模式不匹配等問(wèn)題嚴(yán)重影響工業(yè)化生產(chǎn)需求。目前，常用串聯(lián)激光棒數(shù)量只有兩個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高功率激光器的需求。
[0004]多激光器并聯(lián)合束技術(shù)是最近幾年研究的重點(diǎn)，但是在國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究主要還是針對(duì)光纖激光器展開(kāi)。二極管栗浦固體激光器的報(bào)道僅見(jiàn)采用光學(xué)整形合束和透鏡聚焦合束兩種方法，其共同的問(wèn)題就是激光器輸出的激光相互間要實(shí)現(xiàn)相干，對(duì)用于相干的光學(xué)器件安裝定位要求高，實(shí)現(xiàn)方法成本高，這必然影響中低端用戶對(duì)激光器的使用興趣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種并聯(lián)端栗串聯(lián)放大尚功率激光器，可提尚輸出功率，形成高功率、低成本的激光輸出。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器，包括由第一全反鏡和輸出鏡構(gòu)成的諧振腔，還包括多個(gè)側(cè)面栗浦模塊和多個(gè)相并聯(lián)的端面栗浦激光器，三個(gè)側(cè)面栗浦模塊串聯(lián)于諧振腔內(nèi)并形成一條側(cè)面放大光路，側(cè)面放大光路與各端面栗浦激光器的光軸垂直，各端面栗浦激光器包括由栗浦源、耦合鏡和激光晶體構(gòu)成的端面栗浦裝置、由第二全反鏡和第三全反鏡構(gòu)成的子諧振腔、設(shè)于子諧振腔內(nèi)用于調(diào)制產(chǎn)生脈沖激光的Q開(kāi)關(guān)以及用于反射脈沖激光并輸出的半透半反鏡，各端面栗浦激光器的光軸與其內(nèi)的半透半反鏡的夾角為45°，各半透半反鏡反射并輸出的脈沖激光經(jīng)過(guò)一所述側(cè)面栗浦模塊的放大后并聯(lián)合束到諧振腔內(nèi)并從輸出鏡輸出。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，各端面栗浦激光器的端面栗浦裝置有兩組，兩組端面栗浦裝置分布在端面栗浦激光器的兩端，兩組端面栗浦裝置之間是Q開(kāi)關(guān)和半透半反鏡。
[0008]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述栗浦源為輸出808nm波長(zhǎng)栗浦光的二極管栗浦源。
[0009]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述耦合鏡由兩片式透鏡組成，兩片透鏡均鍍有808nm增透膜。
[0010]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述激光晶體為Nd:YAG晶體。
[0011]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二全反鏡為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，第二全反鏡上鍍有對(duì)808nm高透和1064nm高反的介質(zhì)膜，所述第三全反鏡為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，第三全反鏡上鍍有對(duì)1064nm高反的介質(zhì)膜。
[0012]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述半透半反鏡為平面鏡，半透半反鏡上鍍有對(duì)1064nm的部分反射介質(zhì)膜和808nm波長(zhǎng)增透膜。
[0013]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述Q開(kāi)關(guān)位采用熔融石英的聲光Q開(kāi)關(guān)，其超聲頻率為40.68MHz，Q開(kāi)關(guān)雙面鍍有1064nm增透膜。
[0014]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述側(cè)面栗浦模塊為激光二極管側(cè)面栗浦Nd:YAG晶體激光模塊，側(cè)面栗浦模塊的兩端鍍有1064nm增透膜。
[0015]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一全反鏡為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，第一全反鏡上鍍有對(duì)1064nm高反的介質(zhì)膜，所述輸出鏡為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，輸出鏡上鍍有1064nm的部分反射介質(zhì)膜。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器的有益效果如下:
[0017](I)并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器采用端面栗浦和側(cè)面栗浦相結(jié)合的并串聯(lián)結(jié)構(gòu)，并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器的輸出激光功率主要來(lái)自于側(cè)面栗浦模塊，端面栗浦激光器輸出功率不需要很高，每個(gè)子諧振腔彼此獨(dú)立，所輻射的1064nm光獨(dú)立震蕩，互不干擾，端面栗浦激光器用于給側(cè)面栗浦模塊提供具有較高光束質(zhì)量和線偏振度的各種子激光，這樣側(cè)面栗浦模塊就能輸出高光束質(zhì)量和線偏振度的激光，進(jìn)而可以提高其轉(zhuǎn)換效率，極大地提高輸出功率，形成高功率、低成本的激光輸出，還相應(yīng)降低了端面栗浦激光器所需要承受的高熱效應(yīng)力，避免發(fā)生熱開(kāi)裂問(wèn)題，激光器的最大輸出功率不再受端面栗浦激光器的熱開(kāi)裂制約。
[0018](2)并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器各子系統(tǒng)通過(guò)半透半反鏡耦合在一起，在側(cè)面栗浦模塊下進(jìn)行放大，形成高光束質(zhì)量、高功率的激光輸出，減少了并聯(lián)栗浦過(guò)程中，為了保證各子系統(tǒng)輸出光的相干疊加，采用整形或者聚焦等手段來(lái)保證子系統(tǒng)輸出光的束腰位置和大小、發(fā)散角必須相等的相干要求，節(jié)約合束的過(guò)程中的輸出光相干疊加所需高成本元器件，減少了合束過(guò)程中對(duì)整形鏡或者聚焦鏡的高精度安裝定位要求。
[0019]通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明的實(shí)施例。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明并聯(lián)端栗串聯(lián)放大尚功率激光器實(shí)施例一的不意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明并聯(lián)端栗串聯(lián)放大尚功率激光器實(shí)施例一■的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。
[0023]實(shí)施例一
[0024]請(qǐng)參考圖1，所述的并聯(lián)端栗串聯(lián)放大高功率激光器包括三個(gè)側(cè)面栗浦模塊9、三個(gè)端面栗浦激光器10和放大諧振腔。
[0025]放大諧振腔由第一全反鏡8和輸出鏡11構(gòu)成。三個(gè)側(cè)面栗浦模塊9串聯(lián)于放大諧振腔內(nèi)，形成一條側(cè)面放大光路。三個(gè)端面栗浦激光器10相并聯(lián)設(shè)置，三個(gè)端面栗浦激光器10的光軸平行，三個(gè)端面栗浦激光器10分布在相鄰的兩個(gè)側(cè)面栗浦模塊9之間以及第一全反鏡8和接近該第一全反鏡8的側(cè)面栗浦模塊9之間，且三個(gè)端面栗浦激光器10的光軸均垂直放大諧振腔。各端面栗浦激光器10包括由栗浦源1、耦合鏡2和激光晶體4構(gòu)成的端面栗浦裝置、由第二全反鏡3和第三全反鏡7構(gòu)成的子諧振腔、設(shè)于子諧振腔內(nèi)用于調(diào)制產(chǎn)生脈沖激光的Q開(kāi)關(guān)5以及用于將脈沖激光進(jìn)行反射輸出的半透半反鏡6。
[0026]其中，栗浦源I為輸出808nm波長(zhǎng)栗浦光的二極管栗浦源。耦合鏡2由兩片式透鏡組成，兩片透鏡都鍍有808nm增透膜，放大比例為1: 2，用于將栗浦光聚焦到激光晶體4內(nèi)部。第二全反鏡3是子諧振腔的一端腔鏡，可以為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，其上鍍有對(duì)808nm高透和1064nm高反的介質(zhì)膜。激光晶體4為Nd = YAG晶體。第三全反鏡7為子諧振腔的另一端腔鏡，可以為平面鏡、平凸鏡或平凹鏡，其上鍍有對(duì)1064nm高反的介質(zhì)膜。半透半反鏡6為平面鏡，是端面栗浦激光器10的