一種能夠調節脈寬的雷射器的製作方法

2023-08-07 00:44:51 1

專利名稱：一種能夠調節脈寬的雷射器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及脈衝雷射器技術，特別涉及一種實現雷射調Q脈寬可調諧的激 光器。
背景技術：
隨著雷射技術的迅速發展，雷射技術在各個領域所起的作用越來越巨大，從軍 用到民用，從科研到教學，從工業到農副業等眾多領域。而與此同時，在工程應用 中，對雷射器的可靠性、工程化、穩定性、可裝配型、多功能性、操作方便的要求 也越來越高。
現有的單一脈寬的雷射輸出在很多情況下已經不能滿足應用需求。目前實現脈 寬可調協的方案主要是在雷射諧振腔外通過斬波開關來實現，該脈寬可調諧的方案
具有幾點不足首先，該方案只能實現在原有雷射諧振腔輸出脈寬的前提下，向短 脈寬斬波而不能向長脈寬方向斬波，即脈寬只能變短，不能變長；其次，斬波是以 能量的巨大浪費為代價而獲得的，例如，要實現從50納秒的諧振腔脈衝輸出變成5 納秒脈衝輸出，就要浪費IO倍的能量，而這部分能量是通過偏振片反射到腔內的接 收裝置中，這樣在做大功率或大能量的斬波時，還可能使得接收裝置被大能量的強 雷射打起灰來或者使接收裝置極度受熱，影響整機的穩定；再有，斬波的效果很大 程度上依賴於普克爾盒驅動電源,該電源不僅要實現與振蕩級輸出脈衝的延時同步， 而且還要保證上升沿和下降沿的速度足夠快,從而很大程度上提高了整機的複雜性， 降低了可靠性，並增加了成本。
另外，現有技術對於脈寬調諧還可通過SBS池來實現，如"實用新型專利號--95212767.9，專利名稱脈寬可調諧YAG雷射器"中公開的技術方案，但該方案是 通過移動與SBS池的距離來實現脈寬調諧，不利於工程化，並且該方案靠反射回來 的放大光從諧振腔內倒空，從而對振蕩級和放大級的雷射棒和各個光學元件的鍍膜 水平要求較高，否則容易引起自激；並且，該方案靠1/4波片和偏振稜鏡實現雷射 輸出，在大能量或大功率工作時，振蕩級和放大級的雷射棒退偏會比較嚴重，從而
使放大的光有相當一部分不能被倒出腔外，幹擾振蕩級，破壞工作脈衝的穩定。
針對現有技術的不足，人們就希望有一種可實現雷射調Q脈寬可調諧的雷射器。 發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術中用調Q雷射器加斬波開關結構的造價高、 損耗大、能量浪費嚴重等缺點，從而提供一種簡單方便、安裝調試容易、便於工程 化推廣的脈寬可調的脈衝雷射器。
為了達到上述目的，本實用新型採取如下技術方案。
一種能夠調節脈寬的雷射器，包括 一輸出鏡(1)， 一雷射棒(2)， 一普克爾
盒(4) 一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設置在一直線光路上，
一用來泵浦所述雷射棒(2)的泵浦源(圖中未示出)；其特徵在於，還包括一能夠
沿著光軸縱向移動的移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上，能夠沿著光軸
前後移動全反鏡(6)，改變雷射腔長。
在上述技術方案中，所述偏振片的平面與雷射器光軸的夾角為布儒斯特角。 在上述技術方案中，所述普克爾盒4是升壓式電光調Q的普克爾盒，該雷射裝
置還包括一 1/4波片3放置在所述雷射棒2和所述普克爾盒4之間。
在上述技術方案中，採用被動調Q、聲光調Q或轉動調Q裝置時，將所述普克
爾盒4替換成被動調Q裝置、聲光調Q裝置或轉動調Q裝置，並將所述偏振片(5)去掉。
進一步地，將所述全反鏡(6)替換成角錐稜鏡；將所述偏振片(5)替換成偏 振分光稜鏡；將所述輸出鏡(1)替換成一全反鏡，所述偏振片(5)將雷射脈衝倒 空輸出。
與現有技術相比，本實用新型的優點在於
本實用新型簡單方便，安裝調試容易，便於工程化推廣，能夠靈活調節脈寬； 本實用新型可在各種固體雷射器、氣體雷射器、染料雷射器等多種類型的需要脈寬 可調的調Q雷射器或腔倒空雷射器中使用。

圖1表示本實用新型實施例1和實施例6的裝置示意圖； 圖2表示本實用新型實施例5的裝置示意圖面說明
1 — 一輸出鏡；
3一一1/4波片;
4一一普克爾盒； 5—一偏振片；
7——移臺
2--雷射棒；
6——全反鏡；
9一一被動Q開關或聲光Q開關
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述 實施例1
參照圖l，製作電光調Q脈寬可調雷射器，包括輸出鏡l，雷射棒2， 1/4波片 3，升壓式電光調Q的普克爾盒4，偏振片5，全反鏡6，移臺7， 一用於激勵雷射棒 2的泵浦源。所述偏振片5的偏振方向是水平的，所述偏振片5的平面與雷射器光 軸的夾角為布儒斯特角。
輸出鏡1的材料是K9玻璃或熔石英，鍍有一定透過率的介質膜，比如透過率 T=90%。雷射棒2的材料是Nd:YAG,摻雜濃度選為1%。升壓式電光調Q的普克爾盒 4的的材料是KD卞晶體，也可選用KDP或其他調Q晶體，尺寸只需略大於雷射晶體 棒的直徑即可，本實施例中選用KD'P晶體。偏振片5的材料採用K9玻璃，其上鍍 有相應的偏振介質膜， 一般水平方向偏振(P偏振)透過率大於95%，垂直方向偏振 反射率大於99%,偏振片的製作技術是領域技術人員熟知的，本實施例中採用市場 所售的偏振器件。全反鏡6的材料採用K9玻璃或熔石英,反射率大於99. 5%。
輸出鏡1通過一個常規的鏡架來固定，其固定方式是本領域技術人員熟知的。 雷射棒2、升壓式電光調Q的普克爾盒4均選用偏光鏡架來固定在光路中，雷射棒2 固定在聚光腔內。
移臺7採用市場所售的電移臺，技術人員可根據實際移動行程的需要來選擇相 應參數的電移臺，比如行程300mm,臺面尺寸160X 160mm,重複定位精度5微米。所 述全反鏡6固定在所述移臺7上，固定方式是本領域技術人員熟知的。本實施例中， 用來激勵雷射棒2的泵浦源採用單氙燈泵浦陶瓷腔，當然也可選用其他形式的泵浦 源。
通過已知的方式操作電移臺，控制全反鏡6沿著光軸作動，實現腔長長短的變 換。因為諧振腔的長短是影響雷射脈寬的關鍵因素，所以改變腔長就可以實現雷射
脈寬的改變。當需要輸出短脈衝時，使全反鏡6作動到距離輸出鏡1靠近的位置；
當需要輸出長脈衝時，將全反鏡6作動到距離輸出鏡較遠的位置。
本實施例結構簡單，成本低，操作方便，可靠，利於工程化的推廣。可以較大 程度上滿足科研、醫療、晶體測試、雷射加工等領域對雷射脈寬連續可調的要求。
實施例2:
將全反鏡6替換成角錐稜鏡，把角錐稜鏡應用在雷射腔中是本領域技術人員可 以勝任的，其他同實施例l。如文獻"強雷射與粒子束，16巻第8期，《角錐稜鏡激 光諧振腔的基本特性》"公開的，角錐稜鏡有自鎮定，免調試，抗失諧能力強等優 點。因此，本實施例的雷射器具有自鎮定，免調試，抗失諧能力強等優點。通過己 知的方式操作電移臺，控制角錐稜鏡沿著光軸作動，實現腔長長短的變換。因為諧 振腔的長短是影響雷射脈寬的關鍵因素，所以改變腔長就可以實現雷射脈寬的改變。 當需要輸出短脈衝時，使角錐稜鏡移動到距離輸出鏡1靠近的位置；當需要輸出長 脈衝時，將角錐稜鏡移動到距離輸出鏡較遠的位置。
實施例3:
實施例1和實施例2用的都是升壓式電光調Q的普克爾盒4。本實施例中的普 克爾盒4採用降壓式電光調Q的普克爾盒，如圖1所示，將實施例l中的l/4波片 3去掉，其他同實施例2。
實施例4:
本實施例採用腔倒空輸出，能夠在更短的脈寬範圍實現脈寬可調，其中將實施 例l中的輸出鏡l替換成全反鏡，雷射脈衝由偏振片5倒空而出，其他同實施例l。
實施例5:
如圖2所示，本實施例採用被動調Q或聲光調Q或轉鏡調Q方式，將實施例l 中的l/4波片3和普克爾盒4去掉，替換成被動Q開關或聲光Q開關9。其他同實 施例l。
實施例6:
.如圖1，將偏振片5改為偏振分光稜鏡，其他同實施例1。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制。 儘管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術方案的 精神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1、一種能夠調節脈寬的雷射器，包括一輸出鏡(1)，一雷射棒(2)，一普克爾盒(4)，一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設置在直線光路上，一用來泵浦所述雷射棒(2)的泵浦源；其特徵在於，還包括一能夠沿著光軸縱向移動的移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上。
2、 根據權利要求1所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，所述偏振片(5) 的平面與雷射光軸的夾角為布儒斯特角。
3、 根據權利要求1或2所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，所述普克爾 盒(4)是升壓式電光調Q的普克爾盒；還包括一l/4波片(3)設置在所述雷射棒(2)和所述普克爾盒(4)之間。
4、 根據權利要求1所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，將所述普克爾盒 4替換成被動調Q裝置、聲光調Q裝置或轉動調Q裝置，將所述偏振片(5)去掉。
5、 根據權利要求1所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，將所述全反鏡(6) 替換成角錐稜鏡。
6、 根據權利要求1或5所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，將所述偏振 片(5)替換成偏振分光稜鏡。
7、 根據權利要求1或5所述能夠調節脈寬的雷射器，其特徵在於，將所述輸出 鏡(1)替換成一全反鏡，所述偏振片(5)將雷射脈衝倒空輸出。
專利摘要本實用新型公開了一種實現雷射調Q脈寬可調諧的雷射器。一種能夠調節脈寬的雷射器，包括一輸出鏡(1)，一雷射棒(2)，一普克爾盒(4)，一偏振片(5)和一全反鏡(6)依次按順序共光軸地設置在一直線上，一用來泵浦所述雷射棒(2)的泵浦源(圖中未示出)；還包括一移臺(7)，所述全反鏡(6)安裝在所述移臺上，能夠沿著光軸前後移動全反鏡(6)，改變雷射腔長度。本實用新型簡單方便，安裝調試容易，能夠靈活調節脈寬。
文檔編號H01S3/106GK201001002SQ20062011928
公開日2008年1月2日 申請日期2006年8月11日 優先權日2006年8月11日
發明者崔建豐, 樊仲維, 巖 薛, 博 裴 申請人:北京國科世紀雷射技術有限公司