一种多腔镜拓扑结构的调q脉冲激光器
技术领域
1.本发明涉及一种调q脉冲激光器，特别涉及一种多腔镜拓扑结构的调q脉冲激光器。
背景技术：
2.大能量高重频窄脉宽的脉冲激光在工业中具有非常广泛的应用，其中基于固体激光谐振腔结构设计的调q脉冲激光器是输出上述大能量高重频窄脉宽激光的重要途径。在实际应用中，为了提高激光加工效率，需要不断提高脉冲激光器的平均功率，因此需要提高激光器中振荡级的输出功率。然而，随着振荡级输出功率的提高，谐振腔内的光学器件所承受的激光功率和激光能量增大，这些光学器件更容易被损坏。尤其是需要镀膜、甚至是多层镀膜的腔镜，其损伤阈值更低，损坏的概率更大。那么为了上述技术问题，延长腔镜的使用可靠性，保证腔镜稳定工作，保证调q脉冲激光器的稳定输出和使用寿命，故提出本发明申请。
技术实现要素：
3.本发明提出了一种多腔镜拓扑结构的调q脉冲激光器，在传统的调q脉冲激光器的谐振腔内设置多腔镜拓扑结构，通过多腔镜拓扑结构，分散了谐振腔内单一腔镜所承受的激光能量和激光功率，显著降低了传统激光器中仅采用单一腔镜而造成腔镜容易损坏的风险，保证了调q脉冲激光器在高输出功率的场合中稳定工作。
4.本发明的技术方案是，一种多腔镜拓扑结构的调q脉冲激光器，包括沿光学路径从左向右依次设置的全反镜1、激光模块4、调q开关5和输出腔镜6，所述全反镜1、激光模块4、调q开关5和输出腔镜6形成激光振荡输出谐振腔，用于输出大能量高重频窄脉宽的脉冲激光，沿光路方向在全反镜1和激光模块4之间设置一个多腔镜拓扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
°
倾斜放置的一个分光镜3，以及在所述分光镜3的正上方与正下方各布置一个的全反镜1，其中所述分光镜3面向所述激光模块4的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，背向所述激光模块4的一侧镀有45
°
增透膜或者不镀膜，所有所述全反镜1的迎光一侧均镀有100％能量全反射的介质膜。所述输出腔镜6左侧镀有部分反射部分透射的介质膜，右侧镀有增透膜。
5.进一步地，沿光路方向在调q开关5和输出腔镜6之间也设置一个所述多腔镜拓扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
°
倾斜放置的一个分光镜3，以及在所述分光镜3的正上方与正下方各布置一个的全反镜1，其中所述分光镜3面向所述激光模块4的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，所述全反镜1的迎光一侧均镀有100％能量全反射的介质膜。两个所述多腔镜拓扑结构在谐振腔内形成对称结构。
6.进一步地，所述激光模块4为侧面泵浦激光模块。
7.进一步地，所述激光模块4为808nm半导体激光器侧面泵浦nd:yag晶体。
8.进一步地，所述分光镜3、所述全反镜1和所述输出腔镜6均为平面镜，其中，所述分
光镜3背向所述激光模块4的一侧镀有45
°
增透膜或者不镀膜，所述输出腔镜6的左侧镀有90％反射10％透射的介质膜。
9.进一步地，所述全反镜1和输出腔镜6的单面或双面设置为凸透镜或凹透镜，形成其它谐振腔型。
10.进一步地，调q开关(5)布置在谐振腔内的其它位置；或者在谐振腔内布置多个调q开关5，以提高关断谐振腔内激光的能力；或者替换为不设置调q开关5，形成连续波输出激光。
11.进一步地，所述调q开关为声光q开关。
附图说明
12.图1为本发明第一实施例的调q脉冲激光器光路结构示意图
13.图2为本发明第二实施例调q脉冲激光器光路结构示意图
14.图3为本发明第一实施例的激光输出功率特性图
具体实施例
15.如图1示出本发明第一实施例，传统的调q脉冲激光器主要包括沿光学路径从左向右依次设置的全反镜1、激光模块4、调q开关5和输出腔镜6，所述全反镜1、激光模块4、调q开关5和输出腔镜6形成激光振荡输出谐振腔，其中，激光模块4用于提供大能量高重频窄脉宽的泵浦激光，输出腔镜6用于输出可用于激光加工的脉冲激光。
16.当调q脉冲激光器输出的激光功率增大时，在谐振腔全反射端的全反镜1承受的激光功率和激光能量随之增大，将导致损坏全反镜1。此时，在全反镜1和激光模块4之间设置一个分光镜3，该分光镜3呈45
°
倾斜放置，面向激光模块4的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，并在分光镜3的正上方和正下方均布置一个全反镜1，那么由一个分光镜3和位于其正上方、正下方的两个全反镜1构成一个多腔镜拓扑结构。这样，当激光模块4产生的大能量激光束进入分光镜3时，激光能量将被分散到上侧、左侧和下侧三个方向上的全反镜1，从而显著降低了传统仅采用单一全反镜1时其所承受的激光功率与激光能量，极大地降低了单一全反镜1被大能量激光束损坏的风险。
17.其中，所有全反镜1的迎光一侧镀有100％能量全反射的介质膜。
18.其中，输出腔镜6左侧镀有部分反射部分透射的介质膜，右侧镀有增透膜；优选地，所述输出腔镜6的左侧镀有90％反射、10％透射的介质膜。
19.其中，分光镜3背向激光模块4的一侧镀有45
°
增透膜或者不镀膜。
20.其中，激光模块为侧面泵浦激光模块，优选地，激光模块包括808nm半导体激光器侧面泵浦nd:yag晶体。
21.其中，所述分光镜3、所述全反镜1和所述输出腔镜6均为平面镜。全反镜1和输出腔镜6也可以根据设计的腔型需要而在单面或多面采用凸透镜或凹透镜，形成其它谐振腔型。
22.优选地，所述调q开关5为声光q开关，调q开关5可以布置在谐振腔的其它位置，或布置多个调q开关5，用于提高关断谐振腔内激光的能力，或不布置q开关5，形成连续波输出激光。
23.如图2示出本发明第二实施例，在调q开关5和输出腔镜6之间也设置一个多腔镜拓
扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
°
倾斜放置的一个分光镜3，以及在所述分光镜3的正上方与正下方各布置一个的全反镜1，其中所述分光镜3面向激光模块4的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，所述全反镜1的迎光一侧均镀有100％能量全反射的介质膜。两个所述多腔镜拓扑结构在谐振腔内形成对称结构。
24.如图3，为采用本发明第一实施例所示的调q脉冲激光器输出的激光功率特性图，其中，横坐标为加载到激光模块4上的电流值，纵坐标为输出激光功率值，经过测试，激光功率输出特性曲线线性程度较好，在不损坏腔镜的基础上，调q脉冲激光器的输出功率可以达到100w以上，表明本发明的调q脉冲激光器具有良好的应用前景。
25.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，在不脱离本发明的原则和精神的条件下，能够对这些实施例做出改动，其中本发明的保护范围由所附权利要求书及其等效物界定。
技术特征：
1.一种多腔镜拓扑结构的调q脉冲激光器，包括沿光学路径从左向右依次设置的全反镜(1)、激光模块(4)、调q开关(5)和输出腔镜(6)，所述全反镜(1)、激光模块(4)、调q开关(5)和输出腔镜(6)构成激光振荡输出谐振腔，用于输出大能量高重频窄脉宽的脉冲激光，其特征在于：沿光路方向在全反镜(1)和激光模块(4)之间设置一个多腔镜拓扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
°
倾斜放置的一个分光镜(3)，以及在所述分光镜(3)的正上方与正下方各布置一个的全反镜(1)，其中所述分光镜(3)面向激光模块(4)的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，所述全反镜(1)的迎光一侧均镀有100％能量全反射的介质膜。所述输出腔镜(6)左侧镀有部分反射部分透射的介质膜，右侧镀有增透膜。2.如权利要求1所述的调q脉冲激光器，其特征在于：沿光路方向在调q开关(5)和输出腔镜(6)之间也设置一个所述多腔镜拓扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
°
倾斜放置的一个分光镜(3)，以及在所述分光镜(3)的正上方与正下方各布置一个的全反镜(1)，其中所述分光镜(3)面向激光模块(4)的一侧镀有45
°
50％反射并50％透射能量的介质膜，所述全反镜(1)的迎光一侧均镀有100％能量全反射的介质膜。两个所述多腔镜拓扑结构在谐振腔内形成对称结构。3.如权利要求1或2所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光模块(4)为侧面泵浦激光模块。4.如权利要求3所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述激光模块(4)为808nm半导体激光器侧面泵浦nd:yag晶体。5.如权利要求1或2所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述分光镜(3)、所述全反镜(1)和所述输出腔镜(6)均为平面镜，其中，所述分光镜(3)背向所述激光模块(4)的一侧镀有45
°
增透膜或者不镀膜，所述输出腔镜(6)的左侧镀有90％反射10％透射的介质膜。6.如权利要求1或2所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述全反镜(1)和输出腔镜(6)的单面或双面设置为凸透镜或凹透镜，形成其它谐振腔型。7.如权利要求1或2所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述调q开关(5)布置在谐振腔内的其它位置；或者在谐振腔内布置多个调q开关(5)，以提高关断谐振腔内激光的能力；或者替换为不设置调q开关(5)，形成连续波输出激光。8.如权利要求7所述的调q脉冲激光器，其特征在于：所述调q开关为声光q开关。
技术总结
提供一种多腔镜拓扑结构的调Q脉冲激光器，包括沿光学路径从左向右依次设置的全反镜(1)、激光模块(4)、调Q开关(5)和输出腔镜(6)，所述全反镜(1)、激光模块(4)、调Q开关(5)和输出腔镜(6)构成激光振荡输出谐振腔，用于输出大能量高重频窄脉宽的脉冲激光。沿光路方向在全反镜(1)和激光模块(4)之间设置一个多腔镜拓扑结构，同时也可以在调Q开关(5)和输出腔镜(6)之间设置一个多腔镜拓扑结构，所述多腔镜拓扑结构包括在光路方向上呈45
技术研发人员：刘海
受保护的技术使用者：廊坊元拓科技有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2021/11/30
再多了解一些
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