產生高亮度雷射光源的諧振腔的製作方法

2023-11-04 04:40:37

專利名稱：產生高亮度雷射光源的諧振腔的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雷射切割機的光源的諧振腔，特別是採用半導體雷射器陣列產生高亮度的雷射光源的諧振腔。屬於雷射應用技術領域。
背景技術：
目前，商業化的雷射切割機光源採用的是普通氪燈泵浦或半導體雷射器端面泵浦的方式，它們產生的均是多模或高階模雷射，光斑直徑普遍大於2mm，光束質量較差。普通氪燈泵浦的電光轉換效率僅有2～3％；而半導體雷射器端面泵浦由於受熱透鏡效應的影響其輸出雷射功率十分有限，單管輸出的雷射平均功率約20瓦，電光轉換效率約15％。所以，二者都不適合大工業化應用。

發明內容
本實用新型採用的半導體雷射器對稱式側向泵浦方案恰恰克服了以上缺點，其電光轉換效率達到30％，輸出的雷射平均功率為50瓦，以基模方式運轉，呈現標準的高斯分布，光斑直徑僅為1.22mm，形成高亮度雷射輸出，滿足了精密雷射切割機的光源要求。
本實用新型的技術方案這種產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特點在於由對稱的半導體雷射器陣列作泵浦源，雷射依次經過全反射鏡、聲光調Q裝置、雷射棒、輸出鏡和小孔，入射到功率計，雷射棒對稱地安置在3個半導體雷射器陣列構成的同心圓的軸心線上。
半導體雷射器陣列(LD Bar)對稱式泵浦高摻釹的釔鋁石榴石雷射棒(Nd:YAG)產生1064nm高亮度的雷射，再經f-θ透鏡組將雷射束聚焦到工件上，切割的軌跡是由一對XY雷射振鏡按照程序中編制的路徑驅動雷射束在工件表面上移動後留下的作用痕跡，由此實現微米量級的雷射精密加工。該實用新型屬於雷射應用技術領域。
本實用新型的有益效果該實用新型極大地提高了切割精度，在對薄膜太陽電池的導電膜進行雷射精密切割時，切割的縫寬僅為40μm，導電膜厚度為20μm，剛好與之相匹配，由此滿足了薄膜太陽電池製作工藝的要求，這是目前一般商業化的雷射切割機達不到的。另外，該高亮度雷射切割機還專門配置了高精度的二維精密平移臺，實現了300*400mm2大幅面的雷射精密切割。該項發明可廣泛應用於雷射加工領域。


圖1是產生高亮度雷射光源的諧振腔結構示意圖。
圖2是採用對稱式半導體雷射器陣列LD Bar泵浦時，光斑內雷射相對功率密度呈現標準高斯分布的測試結果。
其中，1是全反鏡；2是聲光調Q裝置；3是三個半導體雷射器陣列；4是Nd:YAG雷射棒；5是輸出鏡；6是光學小孔；7是功率計，型號LP-3C；8是記錄儀。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步說明這種產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特點在於由對稱的半導體雷射器陣列3作泵浦源，雷射依次經過全反射鏡1、聲光調Q裝置2、雷射棒4、輸出鏡5和光學小孔6，入射到雷射功率計7，雷射棒對稱地安置在3個半導體雷射器陣列構成的同心圓的軸心線上。
半導體雷射器陣列3是3隻50瓦的量子阱半導體雷射器陣列。
雷射棒4是高摻釹的釔鋁石榴石雷射棒Nd:YAG。
全反鏡1是1064nm波長的，反射率為99.8％。
輸出鏡5是1064nm波長的，透過率為90％。
功率計7是用來測量光斑內雷射相對功率密度分布的，型號LP-3C。
權利要求1.一種產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於由對稱的半導體雷射器陣列(3)作泵浦源，雷射依次經過全反射鏡(1)、聲光調Q裝置(2)、雷射棒(4)、輸出鏡(5)、和小孔(6)，入射到功率計(7)，雷射棒對稱地安置在3個半導體雷射器陣列構成的同心圓的軸心線上。
2.根據權利要求1所述的產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於半導體雷射器陣列(3)是3隻量子阱半導體雷射器陣列。
3.根據權利要求1所述的產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於雷射棒(4)是高摻釹的釔鋁石榴石雷射棒Nd:YAG。
4.根據權利要求1所述的產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於全反鏡(1)是1064nm波長的，反射率為99.8％。
5.根據權利要求1所述的產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於輸出鏡(5)是1064nm波長的，透過率為90％。
6.根據權利要求1所述的產生高亮度雷射光源的諧振腔，其特徵在於功率計(7)的型號是LP-3C。
專利摘要本實用新型涉及一種雷射切割機的光源的諧振腔，特別是採用半導體雷射器陣列產生高亮度的雷射光源的諧振腔。屬於雷射應用技術領域。在光源的設計中首次採用半導體雷射器陣列(LD Bar)對稱式側向泵浦高摻釹的釔鋁石榴石雷射棒Nd:YAG，產生了高亮度的1064nm雷射，安裝到切割機上，實現了微米量級的雷射精密加工。本實用新型的技術方案這種產生高亮度雷射光源的諧振腔，由對稱的半導體雷射器陣列作泵浦源，雷射依次經過全反射鏡、聲光調Q裝置、雷射棒、輸出鏡和小孔，入射到功率計。本實用新型的有益效果該實用新型極大地提高了切割精度，在對薄膜太陽電池的導電膜進行雷射精密切割時，切割的縫寬僅為40μm，這是目前一般商業化的雷射切割機達不到的。該項發明可廣泛應用於雷射加工領域。
文檔編號H01S3/16GK2867664SQ200620025129
公開日2007年2月7日 申請日期2006年1月12日 優先權日2006年1月12日
發明者王宏傑, 程化, 李可佳, 王玲麗, 劉哲, 呂福雲, 張光寅 申請人:南開大學