專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種二極管泵浦固體激光器裝置，特別是一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
激光在諧振腔內(nèi)振蕩的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生高階模以及低階模，尤其在大功率泵浦時(shí)，高階模很容易起振，而高階模的產(chǎn)生降低了激光的光束質(zhì)量，使激光準(zhǔn)直難度增大。所以如何抑制高階模的產(chǎn)生是解決激光的光束質(zhì)量的首要問(wèn)題。激光起振時(shí)，高階模容易受到介質(zhì)的外形的影響，從而受到抑制，而低階模卻可以較容易進(jìn)行振蕩，使得光束質(zhì)量得以提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)對(duì)介質(zhì)外形的改變從而抑制激光起振時(shí)產(chǎn)生的高階模，并經(jīng)過(guò)聲光調(diào)Q,輸出大功率、高質(zhì)量的激光。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，它包括泵浦光源、光學(xué)諧振腔、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)、熱沉、風(fēng)扇和乾招石槽石晶體介質(zhì)(Nd:YAG),光學(xué)諧振腔的兩個(gè)平行反射鏡外部有熱沉，泵浦光源的光束照射N(xiāo)d: YAG介質(zhì)的接收面，其特征是:Nd:YAG介質(zhì)和聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)在光學(xué)諧振腔內(nèi)；Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凸面平頂形或凹面平頂形，NdiYAG介質(zhì)的接收面和接收面的對(duì)稱(chēng)面是內(nèi)切圓半徑不小于Icm的平面；風(fēng)扇對(duì)Nd:YAG介質(zhì)降溫。所述的Nd:YAG介質(zhì)的形狀還可以是球形面平頂形、錐形面平頂形、橢球形面平頂形、拋物線(xiàn)形面平頂形、雙曲線(xiàn)面平頂形。所述的泵浦光源是端面泵浦或側(cè)面泵浦；端面泵浦在光學(xué)諧振腔端面，側(cè)面泵浦在光學(xué)諧振腔側(cè)面。光源是端面泵浦，NdiYAG介質(zhì)的形狀是凸面平頂形，透過(guò)率為20% ;光源是側(cè)面泵浦，Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凹面平頂形，透過(guò)率為20%。本發(fā)明的特點(diǎn)是首先改變了 Nd: YAG介質(zhì)的外形，抑制在振蕩過(guò)程中產(chǎn)生的高階模，提高光束質(zhì)量，增加激光準(zhǔn)直程度；其次增加聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)，在聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)的作用下，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷進(jìn)行累計(jì)，當(dāng)Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，振蕩光在受激輻射的作用下，得到放大，功率提升，從而得到了一種大功率高光束質(zhì)量的激光。


下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是端面泵浦、凸面平頂形介質(zhì)情況下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是側(cè)面泵浦、凹面平頂形介質(zhì)情況下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是端面泵浦、錐形面平頂形介質(zhì)情況下的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1、泵浦光源；2、光學(xué)諧振腔；3、Nd:YAG介質(zhì)；4、Nd:YAG介質(zhì)的接收面；5、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
如圖1所示，光學(xué)諧振腔2是兩個(gè)相互平行的反射鏡，其外部有熱沉，光學(xué)諧振腔2有Nd: YAG介質(zhì)3和聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)5。Nd: YAG介質(zhì)3的形狀是凸面平頂形，并通過(guò)風(fēng)扇對(duì)Nd: YAG介質(zhì)降溫。端面泵浦I在光學(xué)諧振腔2的端面，端面泵浦I照射N(xiāo)d:YAG介質(zhì)的接收面4，Nd:YAG介質(zhì)的接收面4和接收面的對(duì)稱(chēng)面是內(nèi)切圓半徑為Icm的平面。這種情況下，該介質(zhì)對(duì)光源的透過(guò)率為20%。在凸面平頂形介質(zhì)的作用下，泵浦光源會(huì)形成匯聚，諧振腔內(nèi)介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)會(huì)顯著提升，在聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)的作用下，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷進(jìn)行累計(jì)，在Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，振蕩光在受激輻射的作用下，得到放大，功率提升，形成脈沖激光，而由于介質(zhì)外形獨(dú)特，會(huì)抑制其高階模的產(chǎn)生，這使得輸出激光的光束質(zhì)量得以保證。從而輸出大功率高光束質(zhì)量激光。實(shí)施例2
如圖2所示，光學(xué)諧振腔2的兩個(gè)平行反射鏡之間有凹面平頂形Nd:YAG介質(zhì)4和聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)5，光學(xué)諧振腔2外部有熱沉，風(fēng)扇對(duì)凹面平頂形介質(zhì)降溫。泵浦光源I是側(cè)面泵浦，側(cè)面泵浦在光學(xué)諧振腔2的側(cè)面，Nd = YAG介質(zhì)的接收面4是平面，且其內(nèi)切圓半徑為1cm，凹面平頂形Nd: YAG介質(zhì)的透過(guò)率為20%
側(cè)面泵浦將諧振腔內(nèi)介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)提升，在聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)的作用下，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷進(jìn)行累計(jì)，在Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，振蕩光在受激輻射的作用下，得到放大，功率提升，形成脈沖激光，而由于介質(zhì)外形獨(dú)特，會(huì)抑制其高階模的產(chǎn)生，這使得輸出激光的光束質(zhì)量得以保證。從而輸出大功率高光束質(zhì)量激光。實(shí)施例3
如圖3所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基本相同，不同的是Nd = YAG介質(zhì)3的形狀是錐形面平頂形，錐形面平頂形Nd: YAG介質(zhì)在作用上與凸面平頂形介質(zhì)相同，它們的接收面內(nèi)切圓半徑為1cm，并且可以得到相同的效果。NdiYAG介質(zhì)3的形狀還可以是球形面平頂形、橢球形面平頂形、拋物線(xiàn)形面平頂形、雙曲線(xiàn)面平頂形，它們的作用和效果也相同，在此不做詳細(xì)介紹。
權(quán)利要求
1.一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，它包括泵浦光源、光學(xué)諧振腔、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)、熱沉、風(fēng)扇和釔鋁石榴石晶體介質(zhì)(Nd:YAG)，光學(xué)諧振腔的兩個(gè)平行反射鏡外部有熱沉，泵浦光源的光束照射N(xiāo)d = YAG介質(zhì)的接收面，其特征是:Nd:YAG介質(zhì)和聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)在光學(xué)諧振腔內(nèi)；Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凸面平頂形或凹面平頂形，NdiYAG介質(zhì)的接收面和接收面的對(duì)稱(chēng)面是內(nèi)切圓半徑不小于Icm的平面；風(fēng)扇對(duì)Nd:YAG介質(zhì)降溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，其特征是:所述的Nd:YAG介質(zhì)的形狀還可以是球形面平頂形、錐形面平頂形、橢球形面平頂形、拋物線(xiàn)形面平頂形、雙曲線(xiàn)面平頂形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，其特征是:所述的泵浦光源是端面泵浦或側(cè)面泵浦；端面泵浦在光學(xué)諧振腔端面，側(cè)面泵浦在光學(xué)諧振腔側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法，其特征是:光源是端面泵浦，Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凸面平頂形，透過(guò)率為20% ;光源是側(cè)面泵浦，Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凹面平頂形，透過(guò)率為20%。
全文摘要
本發(fā)明一種大功率高光束質(zhì)量的激光器的設(shè)計(jì)方法。它包括泵浦光源、光學(xué)諧振腔、聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)、熱沉、風(fēng)扇和釔鋁石榴石晶體介質(zhì)(Nd:YAG)，光學(xué)諧振腔的兩個(gè)平行反射鏡外部有熱沉，泵浦光源的光束照射N(xiāo)d:YAG介質(zhì)的接收面，其特征是Nd:YAG介質(zhì)和聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)在光學(xué)諧振腔內(nèi)；Nd:YAG介質(zhì)的形狀是凸面平頂形或凹面平頂形，Nd:YAG介質(zhì)的接收面和接收面的對(duì)稱(chēng)面是內(nèi)切圓半徑不小于1cm的平面；風(fēng)扇對(duì)Nd:YAG介質(zhì)降溫。該激光器改變了Nd:YAG介質(zhì)的外形，抑制在振蕩過(guò)程中產(chǎn)生的高階模，提高光束質(zhì)量，增加激光準(zhǔn)直程度，同時(shí)增加聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)，使得功率提升。
文檔編號(hào)H01S3/06GK103138145SQ20111038119
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月26日
發(fā)明者屈鵬飛, 王石語(yǔ), 過(guò)振, 蔡德芳, 李兵斌 申請(qǐng)人:屈鵬飛