技术领域
[0001] 本
发明涉及一种激光器,属于激光器领域。
背景技术
[0002] 用脉冲电源做出来的激光器叫
脉冲激光器。
[0003] 一般地,脉冲激光器多是采用脉冲氙灯作为激励源,来照射激光工作物质红
宝石,使之发生受激
辐射。在激光器的两端,有55%输出45%前反镜和100%反射的后反镜,受激辐射的光通过前反镜少量透射出去,前反镜、后反镜大部分反射回工作物质,诱发新的受激辐射,光被放大。光在整个
谐振腔中来回振荡,当光的
能量达到
阈值就透射出来形成激光,从前反镜输出。
[0004] 国内目前脉冲固体激光器最大为600W,且为两腔
串联,国外的脉冲固体激光器为800W。目前,行业内已渴望研制出一种功率超过1200W、并可成功通过光纤传导获得超过
1000W的新型脉冲激光器,因此,本
申请人也致
力于此,得以研制出本激光器。
发明内容
[0005] 本发明针对现有的脉冲固体激光器的缺点,提供了一种新型结构的脉冲激光器,所述脉冲固体激光器具有功率大、输出能量高的优点。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0007] 一种脉冲固体激光器,沿
光源方向依次设置有:全反镜、谐振腔、输出镜、第一级放大腔、第二级放大腔以及光纤部件,从光源中的光经过谐振腔后产生激光,并经过第一级放大腔、第二级放大腔放大之后形成大功率激光进入到光纤部件之中。
[0008] 进一步地,优选的结构是,所述谐振腔是平平腔,其输出效率是55%。
[0009] 进一步地,优选的结构是,所述谐振腔的工作介质是尺寸为Φ8mm*165mm的钇
铝石榴石晶体。
[0010] 进一步地,优选的结构是,所述第一级放大腔与谐振腔的结构对称;所述第二级放大腔与第一级放大腔的结构对称。
[0011] 进一步地,优选的结构是,在所述第二级放大腔和第一级放大腔之间设有光阑。
[0012] 进一步地,优选的结构是,所述第一级放大腔与第二级放大腔还设有腔体调整部件。
[0013] 进一步地,优选的结构是,在所述第二级放大腔和光纤部件之间还设有扩束镜和耦合镜,所述光纤部件连接有光纤调整部件。
[0014] 进一步地,优选的结构是,所述光源采取脉冲氙灯,其镜片为
石英镜片。
[0015] 进一步地,优选的结构是,还设置有对光源进行冷却的
水冷却装置。
[0016] 本发明在采取了上述技术方案以后,由于采取了三腔串联在一起的结构,进而能够使激光的输出功率变大,获取较大的单脉冲能量激光,具有非常好的技术效果。
附图说明
[0017] 下面结合附图对本发明进行详细的描述,以使得本发明的上述优点更加明确。
[0018] 图1是本发明脉冲固体激光器的结构示意图;
[0019] 图2是本发明脉冲固体激光器的一个侧面视图;
[0020] 图3是本发明脉冲固体激光器的水冷结构示意图;
[0021] 图4是本发明脉冲固体激光器的结构示意图;
[0022] 其中,各个部件依次为:1-指示红光;2-全反镜;3-谐振腔;4-输出镜;5-第一级放大腔;6-光阑;7-第二级放大腔;8-扩束镜;9-耦合镜;10-光纤调整部件;11-氙灯;12-晶体;13-腔体轴向、倾斜调整部件;14-水冷结构;15-腔体横向、倾斜调整部件。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图和具体实施来对本发明进行描述。
[0024] 目前国内功率最大功率的脉冲灯
泵浦固体激光器只有700W,采用的一腔谐振一腔放大的两腔串联对称结构,硬光路输出。对于大于两腔的激光器,功率大于1000W的脉冲固体激光器还未有。
[0025] 本
专利中之中发明了三腔串联,一腔谐振,另两腔作为两级放大腔,两两腔对称的结构。并用光纤传输的结构,其沿光源方向依次设置有:指示红光1、全反镜2、谐振腔3、输出镜4、第一级放大腔5、第二级放大腔7以及光纤部件,从光源中的光经过谐振腔3后产生激光,并经过第一级放大腔5、第二级放大腔7放大之后形成大功率激光进入到光纤部件之中,并且,在光纤部件之下设有光纤调整部件10,其可以对光纤的方向进行微调。
[0026] 由于大功率激光时,热效应的存在,理论和实际的腔的
位置会有所变化,设计了第一级放大腔与第二级放大腔进行腔体轴向、倾斜调整的调整部件13和腔体横向、倾斜调整的调整部件15。
[0027] 本发明的谐振腔主要采取的工作介质是尺寸为Φ8mm*165mm的钇铝石榴石晶体(俗称的ND:YAG材料),采用高压脉冲氙灯作为激励源。一般地,谐振腔采用平平腔结构,全反镜片和输出镜片采用平面镜。其中,平平谐振腔具有最大的稳定范围输出镜为55%。55%表示为55%输出,45%反射。此时,输出镜存在着一个最佳反射率ROPT,当R接近ROPT时,输出能量功率最大。
[0028] 所述第一级放大腔与谐振腔的结构对称;所述第二级放大腔与第一级放大腔的结构对称。
[0029] 由于激光为多模激光,为了消除杂散光,在所述第二级放大腔7和第一级放大腔5之间设有光阑6。通过光阑滤掉杂散光,及高阶模式的激光,可以减小激光的发散
角,缩小激光的模体积,从面提高
激光束的光束
质量。
[0030] 图3是本发明脉冲固体激光器的水冷结构示意图;
[0031] 如图所示,所述水冷结构14内部设有激光镜片,并且采取脉冲氙灯,其镜片为石英镜片,并且,镜片的两侧设有水冷装置,进而防止光源
过热而对系统的
稳定性产生影响。
[0032] 由于大功率激光耦合进光纤时,单透镜聚焦后的光斑在光束质量变化时,半径和束腰位置的变化都比变换后再聚焦的情况大,因此,光纤耦合系统需要在光束变换后再进行聚焦耦合,以适应光束质量的变化,为此,在所述第二级放大腔和光纤部件之间还设有扩束镜8和耦合镜9。通过上述设计,激光能够较为精准地聚焦到光纤端面。
[0033] 图3是本发明脉冲固体激光器的水冷结构示意图;
[0034] 如图所示,其进一步包括氙灯11、晶体12和腔体轴向、倾斜调整的调整部件13,其可以调整光源的发光方向和效率。
[0035] 本发明的工作原理如下:
[0036] 首先,确定谐振腔参数和结构,平平腔,55%输出。谐振腔在较小的电功率下,将激光光束调整到最佳状态,再加大电功率,使其成线性增长(用功率计测量),并用
耐火砖观察光斑烧蚀情况,如有明显变化要进行调整。具体调整如下:
[0037] 1,先对红光(基准光)进行校验。
[0038] 2,先放上第二级放大腔,使基准光反射点返回出发点。(腔体可进行调整)[0039] 3,放上第一级放大腔,使基准光反射点返回出发点。(腔体可进行调整)[0040] 4,放上55%激光输出镜,进行调整。
[0041] 5,放谐振腔进行调整
[0042] 6,放激光全反镜进行调整
[0043] 7,用小功率下调整光路,确保激光光束最佳,逐步加大电功率,使其线性增长,直至最大稳定输出。
[0044] 本发明在采取了上述技术方案以后,由于采取了三腔串联在一起的结构,进而能够使激光的输出功率变大,获取较大的单脉冲能量激光,具有非常好的技术效果。
[0045] 需要注意的是,上述具体
实施例仅仅是示例性的,在本发明的上述教导下,本领域技术人员可以在上述实施例的
基础上进行各种改进和
变形,而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。
[0046] 本领域技术人员应该明白,上面的具体描述只是为了解释本发明的目的,并非用于限制本发明。本发明的保护范围由
权利要求及其等同物限定。