超高光束質量雷射器的製作方法

2024-01-28 19:07:15 1

專利名稱：超高光束質量雷射器的製作方法
技術領域：
本設計屬於雷射器件領域，特別是涉及到高質量雷射束的雷射器件。
迄今，各類雷射器已廣泛地在軍事、民用和科學研究等領域中得以充分地應用，但按照在整機中應用的要求，目前，雷射器件還存在著某些不足之處，其中之一是雷射束的質量還不夠理想，雷射模式多數是多模，即便是基橫模，其能量分布也是按高斯曲線分布。光束中心的光強並不懸殊地高於邊側的光強，穩定性差，光束的發散角也大，影響了器件在各領域中的應用。多年來人們為了改善雷射器件的光束質量，尋求單橫模輸出曾做過不少努力，如採用「小孔光闌」限模法，「聚焦光闌」選模法等，但其結果雖可得到單橫模，卻又使光束的功率大大下降，發射角也隨之增大，這都是不希望有的。因此，就希望提出一種新的機理，去實現對光束質量上產生一種新的變革，從而獲取一種使光束中心功率密度優於高斯光束分布，並且具有小發射角的新型光束。
本實用新型的目的，就是設計一種雷射器件，使其產生一種高亮度、小發散角的高質量雷射束，使該器件所產生的雷射束其功率密度分布和發散角優於單橫模高斯光束。
本實用新型是由下述技術方案來完成的，在已有的雷射器光學諧振腔內，沿光軸上任意位置處，包括構成腔的兩個鏡片所在位置上，設置一個透明的或金屬反射式的相位片，調整相位片上相位改變區的厚度d，使其與雷射器工作波長λ之間滿足一定關係，即 ；式中λ為雷射器工作波長，N＝0，1，2，3，……，d為相位改變區的厚度，在相位片上蒸上一層透明或反射薄膜或凹進一層相同薄膜，σ為厚度的修正值，σ的取值範圍是由相位片在光軸上所處的位置和製做相位片材料的光學性質而確定的，結合附圖說明實施例。


圖1為超高光束質量雷射器的結構位置示意圖圖2為相位界呈園形時，相位片的幾何形狀圖3為相位界呈方形時，相位片的幾何形狀。
圖4為相位界呈環形時，相位片的幾何形狀圖5為相位界呈方框形時，相位片的幾何形狀，在圖1中所表示的是內腔式氣體雷射器的一種實施例。其中，(1)為相位片及其外圍區部分；(2)為相位變化區的外界；(2′)為相位變化區的內界(只有如圖4，圖5各種環形相位變化區的情況下才存在內界)；(a)為相位變化區；(4)為內腔式雷射器腔中一個鏡面；(5)為雷射器的外殼，可以是石英玻璃或其他材料，(6)為放電區；(7)為輸出端腔鏡面；相位片(1)的位置可以任意安置在腔鏡上或沿軸線任意位置。本實施例中是安置在腔內緊貼近鏡面的部分，相位片所用的材料為光學玻璃、石英等，相位區的形狀按照圖2所示的園形，蒸上一層鍍膜，如對10.6μmCO2雷射器其厚度為5.3μm，在此雷射器實施例中通過光束相干疊加的原理，已獲得了光強度超出高斯光束強度2～4倍以上，光束髮散角小到0.5～2mrad的高質量光束。這種光束的雷射器已具備了比一般雷射器有明顯優越性能的光束質量，大大開拓了這種雷射器的應用範圍。
權利要求1.一種超高光束質量雷射器，由腔體、放電區和外殼構成，其特徵在於，沿光軸上任意位置處，包括構成腔的兩個鏡片所在位置上，設置一個透明的或金屬反射式的相位片，使相位片上相位改變區的厚度d滿足 ；其中λ為雷射器工作波長，N＝0，1，2，3，……，σ為修正值，取值範圍由相位片所處位置及相位片所用材料的光學性質來定。
2.根據權利要求1所述的超高光束質量雷射器，其特徵在於，腔內設置的相位片上相位改變區的形狀可以是圓形、方形園環形或方框形各形狀。
3.根據權利要求1所述的超高光束質量雷射器，其特徵在於，腔內設置的相位片上相位改變區的厚度可以凸出一層厚度d，也可以凹進一層厚度d。
專利摘要超高光束質量雷射器，在已有雷射器光學諧振腔內，沿光軸上任意位置處，設置一個透明的或金屬反射式的相位片，通過光束相干疊加的原理，可獲得光強度超出高斯光束強度2～4倍以上、光束髮射角小的高質量雷射束。
文檔編號H01S3/105GK2237294SQ9520136
公開日1996年10月9日 申請日期1995年1月26日 優先權日1995年1月26日
發明者潘承志, 王紹民, 於世彭, 陸璇輝, 趙世英, 林強 申請人:電子工業部第十二研究所, 杭州大學