一種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法
2023-09-12 13:52:30 1
專利名稱：一種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法
技術領域：
本發明涉及固體雷射器技術領域，尤其涉及一種固定固體雷射器諧振腔中光學元 件的方法。
背景技術：
固體雷射器的諧振腔通常由反射鏡、透鏡、晶體等多個分立的光學元件構成，傳統 上固定這些腔內光學元件的方法是將多個分立的光學元件分別固定在一機器底板上。而因 為同一機器底板上存在多個分立的光學元件，所以只要其中有一個光學元件因為溫度、溼 度、振動或應力的影響而發生改變，將會導致整個系統的失調。這些也就是現在市場上常用 的固體雷射器穩定性及可靠性不好的主要原因。
發明內容
(一)要解決的技術問題為了克服現有固體雷射器穩定性及可靠性不好的缺陷，本發明提出一種固定固體 雷射器諧振腔中光學元件的方法，以提高固體雷射器穩定性及可靠性。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發明提供了一種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法， 該方法採用套管來固定光學元件，光學元件固定於套管內，且光學元件的光軸沿著套管的 軸線方向。上述方案中，所述光學元件與所述套管的內壁之間採用塗膠或焊接的方式固定。上述方案中，該方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用相互嵌套的 方式連接。上述方案中，該方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用滑配的方式 連接。上述方案中，所述多個套管在相互嵌套或滑配時通過塗膠或焊接的方式固定。上述方案中，該方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用連接套管進 行連接，所述套管與所述連接套管之間滑配，並通過塗膠或焊接的方式固定。上述方案中，所述將固定有光學元件的多個套管連接之後，該方法進一步包括將 相互嵌套的多個套管通過塗膠或焊接的方式與底座進行固定。上述方案中，所述套管為玻璃管、陶瓷管或金屬管。(三)有益效果本發明提出的這種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，提高了固體雷射器 穩定性及可靠性，與其他傳統結構相比具有以下優點(1)調節方便。只要固定鏡片時，使鏡片與玻璃管嚴格垂直，後面的調節固定工作 中很容易達到要求的光學精度。(2)各元件嚴格同軸。由於玻璃管的製作工藝已經較成熟，可以達到較高的精度，只要各元件按照管內壁的尺寸固定，就可以使各元件嚴格同軸。(3)各元件間距方便調節，便於使腔參數達到最優。因為元件都固定在玻璃管內 部，只需改變套管間緊密嵌套的深度就可以調節元件間距。(4)密封光路。各元件都在套管內，可使光路避免粉塵幹擾。(5)穩定性提高。因為絕大部分元件都由一個玻璃管連接，不存在或很少存在可以 移動的分立部件，與傳統固定光學元件的方法相比，極大的降低了元件在多方向上移動或 偏轉的自由度。(6)可靠性提高。因為玻璃管與鏡片的熱膨脹係數相當，因而在高低溫環境裡，由 溫度產生的應力對系統影響不大。而同樣因為諧振腔為一個整體結構，在外界產生振動時， 對系統影響也會較小。(7)成本低廉，便於量產。
圖1是依照本發明第一實施例將光學元件固定於套管的示意圖；其中，1為光學元 件(鏡片類)，2為玻璃(或陶瓷)套管；圖2是依照本發明第二實施例將光學元件固定於套管的示意圖；其中，3為某一光 學元件與套管配合，包含圖1中的光學元件1和套管2 ；4為某另一光學元件與套管配合，該 光學元件與光學元件1尺寸不同，4的結構與3相同；圖3是依照本發明第三實施例將兩個固定有光學元件的套管通過連接套管進行 連接的示意圖；其中，5、7為相同尺寸的光學元件與套管配合，包含圖1中的光學元件1和 套管2 ；6為連接兩套管的連接套管；圖4是依照本發明第四實施例將固定有光學元件的套管與非套管元件連接的示 意圖；其中，8為某一光學元件與套管配合，包含圖1中的光學元件1和套管2，9為非套管 元件(即不能用套管封裝的元件)。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，並參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。本發明提供的這種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，採用套管(可以是 玻璃管、陶瓷管或金屬管)來固定光學元件，光學元件固定於套管內，且光學元件的光軸沿 著套管的軸線方向。光學元件與套管的內壁之間採用塗膠或焊接的方式固定。該方法還包括將固定有光學元件的多個套管採用相互嵌套的方式連接；或者將 固定有光學元件的多個套管採用滑配的方式連接；或者將固定有光學元件的多個套管採用 連接套管進行連接，所述套管與所述連接套管之間滑配，並通過塗膠或焊接的方式固定。其 中，多個套管在相互嵌套或滑配時通過塗膠或焊接的方式固定。將固定有光學元件的多個套管連接之後，該方法還包括將相互嵌套的多個套管 通過塗膠或焊接的方式與底座進行固定。本發明將儘可能多的諧振腔元件都固定在一個長的玻璃(或陶瓷)管內(見圖 1)，再通過塗膠或焊接的方法將玻璃(陶瓷)套管相互之間以及玻璃(陶瓷)套管與底座之間永久性固定(見圖2、圖3)。實際操作中根據光束分析儀器及功率計等測試儀器反饋 的信息完成，一經調準，光路密封，套管固定。本發明先製作垂直度極佳的可以與玻璃管內壁緊密配合的參考件，通過玻璃管內 參考件對平行光管進行準直，再用平行光管準直鏡片使鏡片與合適長度及直徑的玻璃管內 壁嚴格垂直，用UV無影膠將光學元件與玻璃管固定(見圖1)。玻璃管長度的選取要考慮諧 振腔內相鄰光學元件的距離，其直徑的選取要考慮光學元件尺寸及相鄰元件尺寸，其內徑 要與光學元件直徑近似緊密配合(即相差一很小的尺寸以便塗膠)。每個光學元件都與玻 璃管採用上述方式配合固定後，再相互配合；對於諧振腔內相鄰元件尺寸相同的情況採用 圖2的方式，對於諧振腔內相鄰元件尺寸不同的情況採用圖3的方式；玻璃管相互配合時， 對於不需要精確調節的元件直接採用平行光管準直辦法固定，對於需要精確調節的元件可 先只滑配不塗膠，在輸出雷射的光路上放好光束質量分析儀及功率計或能量計，監測光束 質量與功率或能量的同時，調節需精密調節的套管，調準後，將玻璃管固定在穩定支架上。 光路將永久密封，各元件永久固定。對於不能採用套管封裝的元件，採用在平行光管的監測下，使其與套管水平端面 靠緊(可保持一段較小距離)。一同固定在穩定支架上，最後將玻璃管與元件端面用矽膠密 封(見圖4)。本發明中光學元件的固定包括有光學元件及套管，調節光學元件與套管垂直後用 塗膠或焊接方式固定。相鄰元件都為套管元件時，相互嵌套配合，調整好後用塗膠或焊接方 法固定；相鄰為套管元件與非套管元件時，套管與元件端面緊靠，調整好後密封固定。與其 他傳統結構相比，調節方便；可使各元件嚴格同軸；各元件間距方便調節，便於使腔參數達 到最優；密封光路；提高穩定性及可靠性；成本低廉，便於量產。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡 在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保 護範圍之內。
權利要求
一種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，該方法採用套管來固定光學元件，光學元件固定於套管內，且光學元件的光軸沿著套管的軸線方向。
2.根據權利要求1所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，所 述光學元件與所述套管的內壁之間採用塗膠或焊接的方式固定。
3.根據權利要求1所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，該 方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用相互嵌套的方式連接。
4.根據權利要求1所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，該 方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用滑配的方式連接。
5.根據權利要求3或4所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於， 所述多個套管在相互嵌套或滑配時通過塗膠或焊接的方式固定。
6.根據權利要求1所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，該 方法進一步包括將固定有光學元件的多個套管採用連接套管進行連接，所述套管與所述 連接套管之間滑配，並通過塗膠或焊接的方式固定。
7.根據權利要求3、4或6所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在 於，所述將固定有光學元件的多個套管連接之後，該方法進一步包括將相互嵌套的多個套管通過塗膠或焊接的方式與底座進行固定。
8.根據權利要求1所述的固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，其特徵在於，所 述套管為玻璃管、陶瓷管或金屬管。
全文摘要
本發明公開了一種固定固體雷射器諧振腔中光學元件的方法，採用套管(可以是玻璃管、陶瓷管或金屬管)來固定光學元件，光學元件固定於套管內，且光學元件的對稱面與套管的軸線方向垂直。光學元件與套管的內壁之間採用塗膠或焊接的方式固定。利用本發明，提高了固體雷射器穩定性及可靠性。與其他傳統結構相比，調節方便；可使各元件嚴格同軸；各元件間距方便調節，便於使腔參數達到最優；密封光路；提高穩定性及可靠性；成本低廉，便於量產。
文檔編號H01S3/00GK101908706SQ20101023502
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月21日 優先權日2010年7月21日
發明者李晉閩, 林學春, 郭林, 顏凡江 申請人:中國科學院半導體研究所