平直折疊式陶瓷板條激光器的制造方法
【專利摘要】本申請案是關(guān)于平直折疊式陶瓷板條激光器。在至少一個(gè)說明性實(shí)施例中，一種激光器可包含界定含有激光氣體的腔室的陶瓷主體。所述腔室可包含沿著平行第一軸線及第二軸線延伸的第一及第二板條波導(dǎo)區(qū)段，及沿著垂直第三軸線延伸的第三板條波導(dǎo)區(qū)段。所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的相應(yīng)第一末端可鄰近所述第三板條波導(dǎo)區(qū)段的相對末端定位。所述激光器還可包含定位于所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的相應(yīng)第二末端處的第一及第二末端反射鏡、靠近所述第一軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第一軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位的第一折疊反射鏡，及靠近所述第二軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第二軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位的第二折疊反射鏡，使得所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段波導(dǎo)再循環(huán)正交于由所述第一、第二及第三軸線所界定的平面經(jīng)偏振的光。
【專利說明】
平直折疊式陶瓷板條激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]大體來說，本發(fā)明是關(guān)于激光器且更具體來說是關(guān)于平直折疊式陶瓷板條激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]在波導(dǎo)諧振器中，諧振器壁在一定程度上影響激光束的傳播且塑形其模式。波導(dǎo)諧振器可界定為具有小于0.5的菲涅耳數(shù)(NF = a2/(AL)，其中a為諧振器孔徑的一半，λ為激光束的波長且L為諧振器長度)。使用波導(dǎo)諧振器以形成激光束的一個(gè)優(yōu)勢為其允許降低激光束在波導(dǎo)內(nèi)部的橫向尺寸。較小橫向尺寸通過允許將廢熱有效運(yùn)輸?shù)讲▽?dǎo)諧振器的壁而準(zhǔn)許增加由波導(dǎo)限界的激光氣體的擴(kuò)散冷卻效率。在此有效冷卻情況下，可降低電漿溫度，借此增加增益且可增加激光氣體的壓力。總之，波導(dǎo)諧振器可每體積激光氣體帶來較高功率及對栗浦能量的射頻(RF)脈沖的較快光學(xué)響應(yīng)。
[0003]“板條”激光器利用諧振器的波導(dǎo)軸線上的有效冷卻，同時(shí)允許諧振器的其它軸線表現(xiàn)有自由空間特性?？赏ㄟ^將諧振器設(shè)計(jì)為在板條波導(dǎo)的自由空間方向上不穩(wěn)定而將功率耦合出激光器空腔。作為實(shí)例，板條激光器的諧振器可呈負(fù)或正分支不穩(wěn)定諧振器(出于配向穩(wěn)定性原因負(fù)分支設(shè)計(jì)較流行)形式。在負(fù)分支不穩(wěn)定諧振器中，通過允許在諧振器的反射鏡之間再循環(huán)能量反彈以“離開”一個(gè)末端反射鏡的邊緣而將光耦合出激光器空腔。
[0004]可通過在由激光器的物理結(jié)構(gòu)及/或由待發(fā)射波束的所要求質(zhì)量賦予的限制內(nèi)使板條波導(dǎo)較寬(沿著其自由空間方向)增加板條激光器的功率輸出。還可通過使板條波導(dǎo)較長(沿著諧振器的長度)增加板條激光器的功率輸出，當(dāng)考慮空間及縱向模式時(shí)此情況可有利。然而，簡單地增加激光器主體的長度可在市場中不合需要及/或要求過分昂貴的陶瓷主體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明可包括以下特征中的一或多者及/或所附權(quán)利要求書中敘述的特征中的一或多者及/或其任何組合。
[0006]根據(jù)一個(gè)方面，一種激光器可包括界定含有激光氣體的腔室的陶瓷主體。所述腔室可包括沿著第一軸線延伸的第一板條波導(dǎo)區(qū)段、沿著第二軸線延伸的第二板條波導(dǎo)區(qū)段及沿著第三軸線延伸的第三板條波導(dǎo)區(qū)段。所述第一軸線及所述第二軸線可彼此平行，所述第三軸線可垂直于所述第一軸線及所述第二軸線兩者，且所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的相應(yīng)第一末端可鄰近所述第三板條波導(dǎo)區(qū)段的相對末端定位。所述激光器可進(jìn)一步包括:定位于相對所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段的所述第一末端的所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段的第二末端處的第一末端反射鏡、定位于相對所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的所述第一末端的所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的第二末端處的第二末端反射鏡、靠近所述第一軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第一軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位的第一折疊反射鏡，及靠近所述第二軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第二軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位的第二折疊反射鏡，使得所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段波導(dǎo)正交于由所述第一、第二及第三軸線所界定的平面經(jīng)偏振的再循環(huán)光。
[0007]在一些實(shí)施例中，所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者可在由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面中展現(xiàn)自由空間特性。所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者可在垂直于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面的方向上展現(xiàn)波導(dǎo)特性。所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者可由平行于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面延伸的所述陶瓷主體的陶瓷壁部分限界。平行于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面延伸的所述陶瓷主體的所述陶瓷壁可充當(dāng)波導(dǎo)。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述激光器可進(jìn)一步包括定位于所述陶瓷主體外部的多個(gè)電極，其中所述多個(gè)電極經(jīng)配置以當(dāng)將激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)激勵(lì)所述激光氣體的部分通過所述陶瓷主體。所述多個(gè)電極可經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)僅激勵(lì)所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段中的所述激光氣體的部分。所述多個(gè)電極可經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)不激勵(lì)所述第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的所述激光氣體的部分。所述多個(gè)電極可經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)不激勵(lì)所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的所述激光氣體的部分。所述陶瓷主體及所述多個(gè)電極可支撐于由非陶瓷材料形成的密閉罩殼內(nèi)。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述第一末端反射鏡及所述第二末端反射鏡形成不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器。所述不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器的焦點(diǎn)可定位于所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間。所述不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器的所述焦點(diǎn)可定位于所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的中點(diǎn)處。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述第一末端反射鏡的反射性表面的半徑可小于所述第二末端反射鏡的反射性表面的半徑。所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段可沿著所述第二軸線延伸比所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段沿著所述第一軸線延伸的距離大的距離。所述第一末端反射鏡與所述第一折疊反射鏡之間的第一距離可小于所述第二末端反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的第二距離。
[0011]在一些實(shí)施例中，所述陶瓷主體可由選自由以下各者組成的群組的材料形成:Al203、Be0及A1N。所述激光氣體可為包括CO2的混合物。
[0012]根據(jù)另一方面，一種激光器可包括界定含有激光氣體的腔室的陶瓷主體。所述腔室可包括沿著第一軸線延伸的第一板條波導(dǎo)區(qū)段及沿著第二軸線延伸的第二板條波導(dǎo)區(qū)段。所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段可各自在由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的平面中展現(xiàn)自由空間特性且在垂直于由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的所述平面的方向上展現(xiàn)波導(dǎo)特性。所述激光器可進(jìn)一步包括靠近所述第一軸線與所述第二軸線的相交點(diǎn)定位的折疊反射鏡。所述第一軸線與垂直于所述折疊反射鏡的反射性表面的反射鏡軸線之間的第一角度可大于35度且小于55度，且所述第二軸線與所述反射鏡軸線之間的第二角度可大于35度且小于55度。因而，所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段經(jīng)配置以波導(dǎo)正交于由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的所述平面經(jīng)偏振的再循環(huán)光。
【附圖說明】
[0013]作為實(shí)例而非限制在隨附圖式中說明本發(fā)明中所描述的概念。為簡單及清晰說明起見，圖中所說明的元件未必按比例繪制。舉例來說，為清楚起見可相對于其它元件放大一些元件的尺寸。另外，在視為適當(dāng)時(shí)可在圖當(dāng)中重復(fù)參考標(biāo)記以指示對應(yīng)或相似元件。
[0014]圖1為平直折疊式陶瓷板條激光器的一個(gè)說明性實(shí)施例的橫截面圖；
[0015]圖2為比較介電陶瓷表面(具體為Al2O3)及金屬表面(具體為Al)的反射性的反射曲線圖；
[0016]圖3為圖1的平直折疊式陶瓷板條激光器的橫截面圖，其展示由激光器的反射鏡之間所反射的光子沿循的一個(gè)說明性光學(xué)路徑;及
[0017]圖4為圖1的平直折疊式陶瓷板條激光器的橫截面圖，且展示激光器的電栗浦區(qū)的一個(gè)說明性實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0018]雖然本發(fā)明的概念易于做出各種修改及替代性形式，但其具體示范性實(shí)施例已在圖式中作為實(shí)例展示，且本文中將予以詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解，不欲將本發(fā)明的概念限于所揭示的具體形式，而是相反，意欲涵蓋屬于本發(fā)明的精神及范圍內(nèi)的所有修改、等效物及替代物。
[0019]參看圖1，以橫截面圖展示平直折疊式陶瓷板條激光器10的一個(gè)說明性實(shí)施例。激光器10的此說明性實(shí)施例利用各自與法線入射成45度安置的兩個(gè)折疊反射鏡32、34以提供平直折疊式“U”形諧振器。諧振器的此折疊增加其長度，借此增加激光器10的功率輸出，而不要求增加激光器10的主體的整個(gè)長度。如下文進(jìn)一步所論述，此平直折疊是由激光器10包含由陶瓷壁制成的板條波導(dǎo)的事實(shí)獨(dú)特地成為可能。
[0020]具體來說，激光器10包含界定含有激光氣體的腔室的陶瓷主體12。在說明性實(shí)施例中，陶瓷主體12由氧化鋁(Aluminum Oxide) (Al2O3，在所屬領(lǐng)域中也被稱作“氧化鋁”(Alumina))形成。在其它實(shí)施例中，作為實(shí)例，陶瓷主體12可由另一陶瓷材料形成，例如氧化鈹(BeO)或氮化鋁(AlN)。在再其它實(shí)施例中，預(yù)期激光器10的主體可由另一合適電介質(zhì)材料形成，例如某些類型的玻璃或玻璃陶瓷。在圖1的說明性實(shí)施例中，陶瓷主體12形成為單片陶瓷組件。然而，在其它實(shí)施例中，陶瓷主體12可由多個(gè)陶瓷組件形成。所述多個(gè)陶瓷組件可接合在一起(例如，經(jīng)由釬焊、焊接、玻璃燒結(jié)等等)或可相對于彼此由非陶瓷罩殼支撐。
[0021]在說明性實(shí)施例中，由陶瓷主體12界定的腔室中所含有的激光氣體為包括二氧化碳(CO2)以及其它氣體的混合物。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在其它實(shí)施例中，另一合適氣體或氣體混合物可用于激光器10。在說明性實(shí)施例中，陶瓷主體12連同激光器10的其它組件(例如，反射鏡支架)形成含有激光氣體的密閉或真空密封罩殼。然而，在其它實(shí)施例中，陶瓷主體12可含有于另一密閉罩殼內(nèi)(例如，由例如金屬的非陶瓷材料制成)。
[0022]如圖1中所展示，在激光器10的說明性實(shí)施例中，由陶瓷主體12界定的腔室包括三個(gè)板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18。板條波導(dǎo)區(qū)段18的一個(gè)末端鄰近(且無縫連接到)板條波導(dǎo)區(qū)段14的一端定位，而板條波導(dǎo)區(qū)段18的相對末端鄰近(且無縫連接到)板條波導(dǎo)區(qū)段16的一端定位。板條波導(dǎo)區(qū)段14沿著軸線20延伸。板條波導(dǎo)區(qū)段16沿著軸線22延伸。板條波導(dǎo)區(qū)段18沿著軸線24延伸。換句話說，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者的長度尺寸大體上平行于軸線20、22、24中的相應(yīng)一者延行。在圖1的說明性實(shí)施例中，軸線20、22彼此平行，而軸線24垂直于兩軸線20、22，從而給予腔室大體上“U”形橫截面。雖然說明性實(shí)施例描繪為具有三個(gè)板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18，但預(yù)期由陶瓷主體12界定的腔室可在其它實(shí)施例中包含任何數(shù)目個(gè)板條波導(dǎo)區(qū)段。類似地，雖然每一板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18的長度尺寸在說明性實(shí)施例中描繪為與每一鄰近板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18的長度尺寸成90度安置，但預(yù)期鄰近板條波導(dǎo)區(qū)段可在其它實(shí)施例中彼此成其它角度(例如，70度到110度)安置。
[0023]板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者由平行于由軸線20、22、24所界定的平面(例如，圖1的平面)延伸且充當(dāng)板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的波導(dǎo)的陶瓷主體12的陶瓷壁部分限界。換句話說，平行于由軸線20、22、24所界定的平面延伸的陶瓷壁間隔開足夠小以被視為波導(dǎo)(例如，具有小于0.5的菲涅耳數(shù))的高度。同時(shí)，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者的寬度足夠大以被視為完全自由空間。在說明性實(shí)施例中，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者具有相同高度及相同寬度。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18的高度及寬度在激光器10的具體實(shí)施例中的合適值將取決于各種參數(shù)，包含激光束的波長及激光器10的諧振器的長度。在任何狀況下，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者在垂直于由軸線20、22、24所界定的平面的方向上展現(xiàn)波導(dǎo)特性，且在由軸線20、22、24所界定的平面中展現(xiàn)自由空間特性。如將從前述內(nèi)容了解，板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18中的每一者布置于相同平面中。
[0024]激光器10還包含在由陶瓷主體12界定的腔室中形成諧振器(經(jīng)由兩個(gè)折疊反射鏡32、34的反射)的一對末端反射鏡26、28。末端反射鏡26定位于相對鄰近板條波導(dǎo)區(qū)段18的板條波導(dǎo)區(qū)段14的末端的板條波導(dǎo)區(qū)段14的一端處。類似地，末端反射鏡28定位于相對鄰近板條波導(dǎo)區(qū)段18的板條波導(dǎo)區(qū)段16的末端的板條波導(dǎo)區(qū)段16的一端處。如圖1中所展示，在激光器10的說明性實(shí)施例中，末端反射鏡26的反射性表面的凹面半徑小于末端反射鏡28的反射性表面的凹面半徑，使得可在板條波導(dǎo)的自由空間方向上將光學(xué)功率30耦合出諧振器。出于此目的，末端反射鏡26可具有尖銳邊緣。
[0025]如上文所提及，激光器10的說明性實(shí)施例還包含數(shù)個(gè)折疊反射鏡32、34，其用以光學(xué)連接板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18。折疊反射鏡32、34示意性地體現(xiàn)為平面鏡，如圖1中所展示，但可在其它實(shí)施例中替代性地體現(xiàn)為略微凸面或凹面反射鏡。折疊反射鏡32靠近軸線20、24的相交點(diǎn)與兩軸線20、24成45度角定位。換句話說，軸線20與垂直于折疊反射鏡32的反射性表面的反射鏡軸線36之間的角度為45度，同時(shí)軸線24與反射鏡軸線36之間的角度為45度。類似地，折疊反射鏡34靠近軸線22、24的相交點(diǎn)與兩軸線22、24成45度角定位。換句話說，軸線22與垂直于折疊反射鏡34的反射性表面的反射鏡軸線38之間的角度為45度，同時(shí)軸線24與反射鏡軸線38之間的角度為45度。在其它實(shí)施例中，預(yù)期每一折疊反射鏡可相對于每一鄰近板條波導(dǎo)區(qū)段以大于35度且小于55度的任何角度安置(例如，折疊反射鏡32可經(jīng)安置，使得軸線36與軸線20、24中的任一者之間的角度大于35度且小于55度)。
[0026]如上文所提到，激光器10的諧振器的此平直折疊歸因于板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18由陶瓷主體12界定而獨(dú)特地成為可能。雖然一些現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)已嘗試?yán)冒鍡l波導(dǎo)諧振器的折疊以達(dá)成激光器主體的緊湊性，但這些設(shè)計(jì)通常利用以接近法線角反射空腔通量的折疊反射鏡(大體上離法線入射小于15度)。在此類較低角度情況下，折疊反射鏡幾乎同樣反射空腔通量的“S”偏振(S-Pol)及“P”偏振(P-Pol)。相反地，以45度(離法線入射)使用的折疊反射鏡相比P-Pol將以較高反射性反射S-Pol。為清楚起見，當(dāng)光以大于O度(離法線入射)的角度反射離開金屬表面時(shí)，其電場以反射平面定向的光波(即，P-Pol)相比其電場垂直于反射平面定向的光波(即，S-Pol)將具有較大損耗。在約45度及較大角度情況下此反射性差異極明顯(參見圖2)。鑒于前述內(nèi)容，相比P-Pol反射，金屬(例如，基于鋁金屬)波導(dǎo)強(qiáng)烈支持S-Pol反射。因而，包含一或多個(gè)金屬波導(dǎo)壁的板條激光器變得平行于板條平面經(jīng)偏振。此偏振要求此激光器中的任何空腔折疊接近法線反射(例如，使用離法線入射以小于15度定向的折疊反射鏡)或以復(fù)雜三維關(guān)系定向(此情況給建造及冷卻激光器帶來困難)。
[0027]相比于金屬波導(dǎo)，電介質(zhì)材料(例如，陶瓷)具有以實(shí)質(zhì)上相等效率在S-Pol或P-Pol中波導(dǎo)光的能力。因而，波導(dǎo)壁由陶瓷材料(例如，Al2O3)形成的板條波導(dǎo)相對于另一光偏振將不偏好一個(gè)光偏振。圖2說明比較針對S-Pol及P-Pol兩者的陶瓷表面(具體為Al2O3)與金屬表面(具體為Al)的反射性的反射曲線圖。如圖2中可看出，陶瓷的S-Pol及P-Pol曲線在接近90度的高波導(dǎo)角度處彼此相當(dāng)接近，而金屬的S-Pol及P-Pol曲線在波導(dǎo)角度甚至略微離開90度時(shí)極不同。圖2的曲線圖展現(xiàn)陶瓷波導(dǎo)表面將不對偏振進(jìn)行選擇而金屬波導(dǎo)表面將如此操作。
[0028]由于激光器10的板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18由陶瓷主體12界定(且因此以實(shí)質(zhì)上相等效率波導(dǎo)S-Pol及P-Pol兩者)，因此激光器10的諧振器折疊可保持于相同平面中，即使折疊反射鏡32、34離軸線20、22、24中的每一者以45度定向也如此。如上文所論述，如果板條波導(dǎo)包含一或多個(gè)金屬波導(dǎo)壁，則此布置將不光學(xué)有效。使板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18定向于相同平面中(如激光器10的說明性實(shí)施例中)允許易于制造且易于在操作期間冷卻的較簡單諧振器結(jié)構(gòu)。另外，與法線入射成45度定向的折疊反射鏡32、34的S-Pol反射偏好將選擇空腔的偏振定向。具體來說，由折疊反射鏡32、34反射的激光束30將正交于板條波導(dǎo)區(qū)段14、16、18的平面(S卩，由軸線20、22、24所界定的平面)經(jīng)偏振。在以此方式偏振激光束30的情況下，可任選地使用美國專利第4，982，166號(所述申請案的內(nèi)容以引用的方式并入本文中)中教示的方法實(shí)現(xiàn)多個(gè)激光器10的波束混合。
[0029]現(xiàn)參看圖3，展示激光器10的另一橫截面圖，其展示由在末端反射鏡26、28之間反射(經(jīng)由折疊反射鏡32、34)的光子沿循的一個(gè)說明性光學(xué)路徑。在圖3的說明性實(shí)施例中，末端反射鏡26、28形成不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器40。如上文所論述，末端反射鏡26的反射性表面的凹面半徑小于末端反射鏡28的反射性表面的凹面半徑，使得可在板條波導(dǎo)的自由空間方向上將光學(xué)功率30耦合出諧振器。如圖3中所展示，板條波導(dǎo)區(qū)段16沿著軸線22延伸的距離比板條波導(dǎo)區(qū)段14沿著軸線20延伸的距離大。換句話說，末端反射鏡26與折疊反射鏡32(沿著軸線20測量)之間的距離小于末端反射鏡28與折疊反射鏡34(沿著軸線22測量)之間的距離。這些不同距離允許不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器40的焦點(diǎn)42定位于折疊反射鏡32、34之間(相反于定位于折疊反射鏡32、34中的一者處或靠近所述折疊反射鏡中的一者)。此布置最小化折疊反射鏡32、34的反射性表面處的通量密度(在焦點(diǎn)42處可為尤其高)，以便避免損害折疊反射鏡32、34中的任一者。在圖3的說明性實(shí)施例中，不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器40的焦點(diǎn)42定位于折疊反射鏡32、34之間的中點(diǎn)處(沿著軸線24測量)。當(dāng)從末端反射鏡26到折疊反射鏡32的距離與從末端反射鏡28到折疊反射鏡34的距離之間的比率等于末端反射鏡26、28的反射性表面的半徑之間的比率時(shí)可實(shí)現(xiàn)焦點(diǎn)42的此定位。
[0030]現(xiàn)參看圖4，展示激光器10的另一橫截面圖，其展示激光器10的電栗浦區(qū)44的一個(gè)說明性實(shí)施例。激光器10進(jìn)一步包含定位于陶瓷主體12外部的多個(gè)電極(未展示)，所述電極經(jīng)配置以當(dāng)將激勵(lì)信號施加到電極時(shí)激勵(lì)激光氣體的部分44通過陶瓷主體12。在圖4中所展示的說明性實(shí)施例中，激光器10的電極經(jīng)定位，使得當(dāng)將激勵(lì)信號施加到電極時(shí)，僅激勵(lì)板條波導(dǎo)區(qū)段14、16中的激光氣體的部分44。換句話說，激光器10的電極經(jīng)定位，使得當(dāng)將激勵(lì)信號施加到電極時(shí)并不激勵(lì)板條波導(dǎo)區(qū)段18中的激光氣體的部分(例如，折疊反射鏡32、34之間的激光氣體的部分)。通過并不浪費(fèi)板條波導(dǎo)區(qū)段18中的栗浦能量，在一半空腔光子被限制于相對較小區(qū)域情況下，可增加激光器10的栗浦效率。
[0031]雖然已在圖及前述描述中詳細(xì)描述某些說明性實(shí)施例，但此說明及描述應(yīng)被視為示范性而非限制性特性，應(yīng)了解僅已展示及描述說明性實(shí)施例且希望保護(hù)屬于本發(fā)明的精神內(nèi)的所有改變及修改。存在由本文中所描述的設(shè)備、系統(tǒng)及方法的各種特征產(chǎn)生的本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)勢。應(yīng)注意，本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)及方法的替代性實(shí)施例可不包含所有所描述特征但仍受益于此類特征的優(yōu)勢中的至少一些。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可容易地設(shè)計(jì)并入本發(fā)明的特征中的一或多者的設(shè)備、系統(tǒng)及方法的其自身實(shí)施方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光器，其包括: 陶瓷主體，其界定含有激光氣體的腔室，所述腔室包括沿著第一軸線延伸的第一板條波導(dǎo)區(qū)段、沿著第二軸線延伸的第二板條波導(dǎo)區(qū)段及沿著第三軸線延伸的第三板條波導(dǎo)區(qū)段，其中所述第一軸線及所述第二軸線彼此平行，所述第三軸線垂直于所述第一軸線及所述第二軸線兩者，且所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的相應(yīng)第一末端鄰近所述第三板條波導(dǎo)區(qū)段的相對末端定位； 第一末端反射鏡，其定位于與所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段的所述第一末端相對的所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段的第二末端處； 第二末端反射鏡，其定位于與所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的所述第一末端相對的所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段的第二末端處； 第一折疊反射鏡，其靠近所述第一軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第一軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位;及 第二折疊反射鏡，其靠近所述第二軸線與所述第三軸線的相交點(diǎn)與所述第二軸線及所述第三軸線兩者成45度角定位； 其中所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段經(jīng)配置以波導(dǎo)再循環(huán)正交于由所述第一、第二及第三軸線所界定的平面經(jīng)偏振的光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者在由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面中展現(xiàn)自由空間特性。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其中所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者在垂直于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面的方向上展現(xiàn)波導(dǎo)特性。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述第一、第二及第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的每一者由平行于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面延伸的所述陶瓷主體的陶瓷壁部分限界。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光器，其中平行于由所述第一、第二及第三軸線所界定的所述平面延伸的所述陶瓷主體的所述陶瓷壁充當(dāng)波導(dǎo)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其進(jìn)一步包括定位于所述陶瓷主體外部的多個(gè)電極，所述多個(gè)電極經(jīng)配置以當(dāng)將激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)激勵(lì)所述激光氣體的部分通過所述陶瓷主體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其中所述多個(gè)電極經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)僅激勵(lì)所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段中的所述激光氣體的部分。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其中所述多個(gè)電極經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)不激勵(lì)所述第三板條波導(dǎo)區(qū)段中的所述激光氣體的部分。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其中所述多個(gè)電極經(jīng)定位，使得當(dāng)將所述激勵(lì)信號施加到所述多個(gè)電極時(shí)不激勵(lì)所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的所述激光氣體的部分。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光器，其中所述陶瓷主體及所述多個(gè)電極支撐于由非陶瓷材料形成的密閉罩殼內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述第一末端反射鏡及所述第二末端反射鏡形成不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的激光器，其中所述不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器的焦點(diǎn)定位于所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的激光器，其中所述不穩(wěn)定負(fù)分支諧振器的所述焦點(diǎn)定位于所述第一折疊反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的中點(diǎn)處。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述第一末端反射鏡的反射性表面的半徑小于所述第二末端反射鏡的反射性表面的半徑。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光器，其中所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段沿著所述第二軸線延伸的距離比所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段沿著所述第一軸線延伸的距離大。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的激光器，其中所述第一末端反射鏡與所述第一折疊反射鏡之間的第一距離小于所述第二末端反射鏡與所述第二折疊反射鏡之間的第二距離。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述陶瓷主體由選自由以下各者組成的群組的材料形成:Al203、Be0及A1N。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其中所述激光氣體為包括CO2的混合物。19.一種激光器，其包括: 陶瓷主體，其界定含有激光氣體的腔室，所述腔室包括沿著第一軸線延伸的第一板條波導(dǎo)區(qū)段及沿著第二軸線延伸的第二板條波導(dǎo)區(qū)段，其中所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段各自在由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的平面中展現(xiàn)自由空間特性且在垂直于由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的所述平面的方向上展現(xiàn)波導(dǎo)特性；及 折疊反射鏡，其靠近所述第一軸線與所述第二軸線的相交點(diǎn)定位，其中所述第一軸線與垂直于所述折疊反射鏡的反射性表面的反射鏡軸線之間的第一角度大于35度且小于55度，且其中所述第二軸線與所述反射鏡軸線之間的第二角度大于35度且小于55度。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的激光器，其中所述第一板條波導(dǎo)區(qū)段及所述第二板條波導(dǎo)區(qū)段經(jīng)配置以波導(dǎo)再循環(huán)正交于由所述第一軸線及所述第二軸線所界定的所述平面經(jīng)偏振的光。
【文檔編號】H01S3/07GK105870770SQ201610086040
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月15日
【發(fā)明人】克利?！·莫羅
【申請人】依拉迪激光有限公司