提高激光熱響應速度的方法及多端泵浦固體激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及提高激光熱響應速度的方法及多端泵浦固體激光器。在需要調(diào)Q激光進行激光加工時，通過調(diào)Q開關模組進行激光調(diào)Q，此時激光諧振腔輸出調(diào)Q激光，外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)；當激光加工坐標位置變換需要閉光時，所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，所述外調(diào)制光開關對激光諧振腔輸出的連續(xù)激光功率進行關斷或者衰減，使待加工材料避免受到激光損傷；當再次需要調(diào)Q激光輸出時，外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模塊對激光諧振腔的激光進行調(diào)Q，由于激光晶體熱負荷變化不大，獲得極好的激光熱響應。本發(fā)明的技術方案保證了激光加工效率的同時，縮短了激光熱響應的時間，非常適合在激光加工領域廣泛使用。
【專利說明】提高激光熱響應速度的方法及多端泵浦固體激光器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工領域，特別涉及一種提高激光熱響應速度的方法及多端泵浦固體激光器。
【背景技術】
[0002]目前，固體激光器發(fā)展速度日新月異，其發(fā)展方向是高平均功率、高脈沖重復頻率、窄脈寬等方向，這些發(fā)展方向，毫無例外的相對需要比較大的泵浦功率。對于激光微加工而言，需要激光頻繁開關，要求激光熱響應時間要短，否則影響加工效果和效率。而對于高功率固體激光器而言，高的泵浦功率和短的熱響應時間之間存在矛盾，表現(xiàn)在激光不出光期間，泵浦功率還在持續(xù)不斷泵浦激光晶體，造成激光晶體上能級粒子束飽和，形成自發(fā)輻射，造成大量熱量積累，因而造成激光熱響應時間較長，激光熱響應速度較慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種提高激光熱響應速度的方法及一種多端泵浦固體激光器，解決了現(xiàn)有技術中激光熱響應慢的技術問題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種提高激光熱響應速度的方法，包括以下步驟:
[0005](I)將激光諧振腔、激光晶體組、調(diào)Q開關模組、外調(diào)制光開關組均安裝在基板上，所述激光晶體組至少一側設置有泵浦源；所述激光諧振腔包括前腔鏡、后腔鏡，用于對所述激光諧振腔內(nèi)激光振蕩實現(xiàn)光學正反饋；所述激光晶體組包括一個激光晶體或者兩個以上激光晶體的串聯(lián)組合；所述激光晶體組中包括至少一個基頻激光晶體，所述基頻激光晶體設置在所述激光諧振腔內(nèi)；所述泵浦源組用于對激光晶體組的基頻激光晶體進行泵浦，使所述基頻激光晶體實現(xiàn)粒子數(shù)反轉；所述調(diào)Q開關模組設置于所述激光諧振腔內(nèi)，用于對所述激光諧振腔內(nèi)的激光調(diào)Q以產(chǎn)生調(diào)Q激光；所述外調(diào)制光開關組設置在所述激光諧振腔外，用于對傳輸?shù)狡渖系倪B續(xù)激光進行關斷或衰減；
[0006](2)通過激光控制器設置基板的溫度、所述激光晶體組中激光晶體的溫度和所述泵浦源組的泵浦參數(shù)，所述激光諧振腔輸出連續(xù)激光；
[0007](3)通過激光控制器控制所述調(diào)Q開關模組，使所述激光諧振腔輸出調(diào)Q激光；通過激光控制器或者外部信號控制所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q激光透過所述外調(diào)制光開關組后形成激光輸出；
[0008](4)當停止使用所述調(diào)Q激光時，所述激光控制器關閉所述調(diào)Q開關或降低所述調(diào)Q開關的調(diào)Q鎖光功率，此時所述激光諧振腔輸出的連續(xù)激光進入所述外調(diào)制光開關組；所述激光控制器或者外部信號控制所述外調(diào)制光開關組處于工作狀態(tài)，所述外調(diào)制光開關組對所述連續(xù)激光進行關斷或者衰減處理。
[0009](5)當再次需要調(diào)Q激光輸出時，外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組對激光諧振腔的激光進行調(diào)Q，所述激光諧振腔輸出調(diào)Q激光。[0010]激光諧振腔(optical resonant cavity)是一種光波在其中來回反射從而提供光能反饋的空腔。它是激光器的必要組成部分，通常由兩塊與工作介質(zhì)軸線垂直的平面或凹球面反射鏡構成，在工作介質(zhì)實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉后就能產(chǎn)生光放大。激光諧振腔的作用是選擇頻率一定、方向一致的光作最優(yōu)先的放大，而把其他頻率和方向的光加以抑制。凡不沿諧振腔軸線運動的光子均很快逸出腔外，與工作介質(zhì)不再接觸。沿軸線運動的光子將在腔內(nèi)繼續(xù)前進，并經(jīng)兩反射鏡的反射不斷往返運行產(chǎn)生振蕩，運行時不斷與受激粒子相遇而產(chǎn)生受激輻射，沿軸線運行的光子將不斷增殖，在腔內(nèi)形成傳播方向一致、頻率和相位相同的強光束，這就是激光。為把激光引出腔外，可把一面反射鏡做成部分透射的，透射部分成為可利用的激光，反射部分留在腔內(nèi)繼續(xù)增殖光子。激光諧振腔的作用包括:①提供反饋能量；②選擇光波的方向和頻率。諧振腔內(nèi)可能存在的頻率和方向稱為本征模，按頻率區(qū)分的稱縱模，按方向區(qū)分的稱橫模。兩反射鏡的曲率半徑和間距(腔長)決定了諧振腔對本征模的限制情況。不同類型的諧振腔有不同的模式結構和限模特性。
[0011]激光調(diào)Q技術是將激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中，從而使激光光源的峰值功率提高幾個數(shù)量級的一種技術。激光調(diào)Q技術的基礎是一種特殊的光學元件一快速腔內(nèi)光開關，一般稱為激光調(diào)Q開關或簡稱為Q開關。激光調(diào)Q技術的目的是:壓縮脈沖寬度，提高峰值功率。Q值是一個品質(zhì)因數(shù)，用于評定激光器中光學諧振腔質(zhì)量好壞的指標，所述Q值定義為:2π X諧振腔內(nèi)儲存的能量/每震蕩周期損耗的能量。Q值愈高，所需要的泵浦閾值就越低，亦即激光愈容易起振。
[0012]激光調(diào)Q技術的原理，是通過降低共振腔的Q值而不產(chǎn)生激光振蕩，則工作物質(zhì)內(nèi)的粒子數(shù)反轉程度會不斷通過光泵積累而增大，然后在某一特殊選定的時刻，突然快速增大共振腔的Q值，使腔內(nèi)迅速發(fā)生激光振蕩，積累到較高程度的反轉粒子數(shù)能量會集中在很短的時間間隔內(nèi)快速釋放出來，從而可獲得很窄脈沖寬度和高峰值功率的激光輸出。例如在共振腔內(nèi)引入一個快速光開關一Q開關，所述Q開關在光脈沖開始后的一段時間內(nèi)處于“關閉”或“低Q”狀態(tài)，此時腔內(nèi)不能形成振蕩而粒子數(shù)反轉不斷得到增強。在粒子數(shù)反轉程度達到最大時，腔內(nèi)Q開關突然處于“接通”或“高Q”狀態(tài)，從而在腔內(nèi)形成瞬時的強激光振蕩，并產(chǎn)生所謂的調(diào)Q激光脈沖輸出到腔外。
[0013]本發(fā)明的技術方案，在需要調(diào)Q激光輸出進行激光加工、激光探測、激光曝光等應用時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)；所述通光狀態(tài)包括完全通光狀態(tài)和部分通光狀態(tài)，前者理論上是無損耗通光，后者相當于光衰減器；當激光加工坐標位置變換或者等待加工時需要閉光時，所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，這時激光諧振腔輸出連續(xù)激光，此時所述外調(diào)制光開關對所述連續(xù)激光功率進行關斷或者衰減，使得待加工材料避免激光損傷。當再次需要調(diào)Q激光進行激光加工時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關又處于通光狀態(tài)。在這些過程中，基頻激光晶體輸入能量為連續(xù)泵浦激光功率，輸出功率包括:基頻調(diào)Q激光功率或者基頻連續(xù)激光功率，自發(fā)輻射與光子吸收等原因產(chǎn)生的熱量，基頻激光晶體的冷卻速率，由于基頻調(diào)Q激光功率與基頻連續(xù)激光功率在數(shù)值上相差不大，基頻激光晶體的冷卻速率幾乎不發(fā)生變化，因此在兩種狀態(tài)下，基頻激光晶體的自發(fā)輻射與光子吸收等原因產(chǎn)生的熱量也相差不大，因此基頻激光晶體的熱負荷變化較小，整體激光諧振腔內(nèi)部熱負荷比較穩(wěn)定，很好的保證了激光熱響應。[0014]本發(fā)明方法的有益效果是:本發(fā)明的技術方案采用了調(diào)Q開關模組的不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，此時激光諧振腔輸出連續(xù)激光，使得基頻激光晶體的熱負荷變化較小，基本保持基頻晶體的熱穩(wěn)定狀態(tài)，解決了大功率半導體泵浦固體激光器開關光時候的激光熱響應問題，使得大功率固體激光器也可以像小功率固體激光器一樣，用TTL開關信號進行隨機開關光。對于激光諧振腔輸出的連續(xù)激光，由于連續(xù)激光的峰值功率相對于調(diào)Q激光器會低若干數(shù)量級，因此所述高速外調(diào)制光開關可以很好的對所述連續(xù)激光進行關斷或者衰減，避免對待加工材料產(chǎn)生激光損傷；而對于調(diào)Q激光，由于較高的峰值功率，所述外調(diào)制光開關只可以對所述調(diào)Q激光器進行部分衰減工作，實現(xiàn)調(diào)Q激光脈沖能量衰減功能，增加了激光加工的柔性。
[0015]值得一提的是，現(xiàn)有技術中用于激光微孔陣列加工的激光器，激光加工每一個小孔的時間非常短，例如一秒鐘激光旋切2000個小孔，孔徑80微米，那么每個小孔的激光加工時間小于500微妙，這種激光器除了需要很高的脈沖重復頻率外，還需要很快的激光開關光時間，如果激光熱響應時間較長，那么這種激光器就不適合用于激光高速微孔加工場
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[0016]另外，對于聲光調(diào)Q固體激光器,如果需要工作到高脈沖重復頻率,例如300千赫茲到1500千赫茲，那么基頻激光晶體需要很高的增益，即需要很高的泵浦功率才可以實現(xiàn)，此時激光器一旦鎖光，那么基頻激光晶體面臨很高的熱負荷，無法正常工作，如果采用本發(fā)明技術方案，這種激光器的激光功率的開關光控制就可以實現(xiàn)。
[0017]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0018]進一步，所述激光諧振腔還包括至少一個光學反射元件，所述光學反射元件用于反射所述基頻激光或/和對泵浦源激光波長進行透射；所述光學反射元件設置在所述泵浦源和所述激光晶體組之間；當所述泵浦源為一個時，所述泵浦源設置在所述激光晶體組的一側；或當所述泵浦源為兩個時，所述泵浦源為分別設置在所述激光晶體組的兩端。
[0019]進一步，所述激光晶體組的激光晶體為相同或者不同離子摻雜濃度的長方體狀激光晶體、棒狀激光晶體、板條激光晶體、薄片激光晶體的任意一種或組合；所述激光晶體組還包含非線性激光晶體，所述非線性激光晶體用于對激光波長進行非線性頻率轉換。
[0020]進一步，所述非線性激光晶體設置在所述激光諧振腔的內(nèi)部或者外部。
[0021]當所述激光晶體組還包含非線性激光晶體時，所述非線性激光晶體設置在激光諧振腔的內(nèi)部或者外部。例如在所述激光諧振腔腔內(nèi)設置二倍頻激光晶體或三倍頻激光晶體，當所述調(diào)Q開關模組工作時，所述激光諧振腔輸出二倍頻激光或者三倍頻調(diào)Q激光，所述外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)；當激光加工坐標位置變換或者等待加工時，所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，這時激光諧振腔輸出二倍頻激光或者三倍頻連續(xù)激光，盡管由于連續(xù)激光峰值功率較低，激光非線性轉換效率很低，但是基頻激光晶體內(nèi)部的連續(xù)基頻激光并不由于激光非線性轉換轉換效率降低而有較大變化，因此基頻激光晶體熱穩(wěn)定性得到有效保障，所述激光諧振腔輸出低功率二倍頻激光或者三倍頻連續(xù)激光，此時所述外調(diào)制光開關對所述連續(xù)二倍頻激光或者三倍頻激光進行關斷或者衰減，使得待加工材料避免激光損傷。當再次需要調(diào)Q 二倍頻激光或者三倍頻激光進行激光加工時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關又處于通光狀態(tài)。在這些過程中，基頻激光晶體的熱負荷變化較小，整體激光諧振腔內(nèi)部熱負荷比較穩(wěn)定，很好的保證了激光響應。
[0022]在所述激光諧振腔腔外設置二倍頻激光晶體或三倍頻激光晶體，當所述調(diào)Q開關模組工作時，所述激光諧振腔輸出基頻調(diào)Q激光，所述基頻調(diào)Q激光聚焦耦合進二倍頻激光晶體或三倍頻激光晶體，輸出二倍頻激光或者三倍頻調(diào)Q激光，所述外調(diào)制光開關對二倍頻激光或者三倍頻調(diào)Q激光處于通光狀態(tài)；所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，這時激光諧振腔輸出連續(xù)基頻激光，由于連續(xù)基頻激光峰值功率較低，導致倍頻轉換效率很低，但是基頻激光晶體內(nèi)部的連續(xù)基頻激光并不由于激光非線性轉換效率降低而有較大變化，因此基頻激光晶體熱穩(wěn)定性得到有效保障，所述腔外二倍頻激光晶體或三倍頻激光晶體輸出低功率二倍頻激光或者三倍頻連續(xù)激光，此時所述外調(diào)制光開關對所述連續(xù)二倍頻激光或者三倍頻激光功率進行關斷或者衰減，使得待加工材料避免激光損傷。當再次需要調(diào)Q倍頻激光進行激光加工時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關又處于通光狀態(tài)。在這些過程中，基頻激光晶體的熱負荷變化較小，整體激光諧振腔內(nèi)部熱負荷比較穩(wěn)定，很好的保證了激光響應。
[0023]如果在激光諧振腔腔外放置激光放大級激光晶體，所述調(diào)Q開關模組工作時，所述激光諧振腔輸出基頻調(diào)Q激光，所述基頻調(diào)Q激光耦合進激光放大級激光晶體，輸出放大功率調(diào)Q激光，所述外調(diào)制光開關對放大功率調(diào)Q激光處于通光狀態(tài)；所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，這時激光諧振腔輸出連續(xù)基頻激光，所述連續(xù)基頻激光耦合進激光放大級激光晶體，輸出連續(xù)放大功率激光，雖然連續(xù)放大功率激光平均功率很高，但是其峰值功率相對不高，此時所述外調(diào)制光開關對所述基頻連續(xù)放大激光進行關斷或者衰減，使得待加工材料避免激光損傷。當再次需要基頻放大調(diào)Q激光進行激光加工時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關又處于通光狀態(tài)。在這些過程中，基頻激光晶體和放大級激光晶體的熱負荷變化較小，整體激光諧振腔內(nèi)部熱負荷比較穩(wěn)定，很好的保證了激光響應。本情形的放大級激光器晶體前面的脈沖激光，也可以是連續(xù)波的種子激光斬波所得，不斬波是即連續(xù)種子激光，其工作過程同上。
[0024]進一步，所述調(diào)Q開關模組包括至少一個調(diào)Q開關，所述調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關或電光調(diào)Q開關；所述外調(diào)制光開關組包括至少一個外調(diào)制光開關，所述光開關響應時間不大于5毫秒；所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關、電光調(diào)Q開關，壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關的一種或者組合。
[0025]所述聲光調(diào)Q開關采用了聲光調(diào)Q技術，是利用聲光器件的布拉格衍射原理完成調(diào)Q任務。聲光調(diào)Q開關，由聲光互作用介質(zhì)，如熔融石英，和鍵合于其上的換能器所構成。換能器將高頻信號轉換為超聲波。在激光腔內(nèi)插入聲光調(diào)Q器件，可以產(chǎn)生很高的衍射損耗，此時腔內(nèi)具有很低的Q值，Q開關處于關閉狀態(tài)。當激光高能級積累大量粒子數(shù)時，撤除超聲波，衍射效應即刻消失，損耗下降，Q開光打開，激光巨脈沖遂即形成。聲光調(diào)Q技術用于低增益的激光器，可獲得脈寬幾十納秒，功率幾百千瓦的高頻脈沖。但對高能量激光器的開關能力差，不宜用于高能調(diào)Q激光。與電光調(diào)制技術相比，它有更高的消光比(一般大于1000:1)，更低的驅動功率，更優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和更好的光點質(zhì)量以及低的價格。
[0026]所述電光調(diào)Q開關采用了電光調(diào)Q技術，利用晶體的電光效應，在晶體上加一階躍式電壓，調(diào)節(jié)腔內(nèi)光子的發(fā)射損耗。開始工作時，晶體兩端加一電壓，由于晶體的偏振效應，由于事先在晶體兩邊的放置偏振元件，因而諧振腔的損耗很大，Q值低，激光不振蕩，激光上能級不斷積累粒子數(shù)，Q開光處于關閉狀態(tài)。某一特定時刻，突然撤去晶體兩端電壓，偏振激光可以順利通過事先在晶體兩邊的放置偏振元件，因而諧振腔突變至損耗低，Q值高，Q開關打開，形成巨脈沖激光。典型的Nd: YAG激光，電光調(diào)Q激光器的輸出光脈沖寬度約為納秒級，峰值功率達到數(shù)兆瓦至數(shù)十兆瓦。
[0027]進一步，所述泵浦源的泵浦方式為端泵或側泵。
[0028]一種多端泵浦固體激光器，所述多端泵浦固體激光器包括權利要求1一5任一所述的激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組、外調(diào)制光開關組、激光控制器以及固定所述部件的基板，所述泵浦源組包括至少三個泵浦源；
[0029]所述激光諧振腔為折疊激光諧振腔，所述折疊激光諧振腔包括前腔鏡、后腔鏡和至少兩個反射鏡，所述折疊激光諧振腔用于對所述激光諧振腔內(nèi)激光振蕩實現(xiàn)光學正反饋；
[0030]所述激光晶體組至少包含兩個光束傳輸串聯(lián)的基頻激光晶體，所述基頻激光晶體設置在所述激光諧振腔內(nèi)；每個所述基頻激光晶體的至少一側設置有一個泵浦源，用于對相應的基頻激光晶體進行泵浦，使所述基頻激光晶體實現(xiàn)粒子數(shù)反轉；每個所述泵浦源與相應的基頻激光晶體之間均設置一個反射鏡，所述反射鏡用于對經(jīng)泵浦產(chǎn)生的基頻激光反射或/和對泵浦源激光波長進行透射；
[0031]所述調(diào)Q開關模組位于所述激光諧振腔內(nèi)，用于對所述激光諧振腔內(nèi)的激光調(diào)Q以產(chǎn)生調(diào)Q激光；
[0032]所述外調(diào)制光開關組位于所述激光諧振腔外，用于對傳輸?shù)狡渖系倪B續(xù)激光進行關斷或衰減；
[0033]激光控制器用于控制所述基板的溫度、所述激光晶體組中激光晶體的溫度、所述泵浦源組的泵浦參數(shù)、所述調(diào)Q開關模組的狀態(tài)和/或所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)。
[0034]采用折疊式激光諧振腔，每兩個相對反射鏡之間可以放置基頻激光晶體組，每一片反射鏡均可以安裝一個泵浦源，泵浦源輸出泵浦激光對對應的基頻激光晶體或者基頻激光晶體組進行晶體端面泵浦，這種結構理論上可以無限制進行級聯(lián)，這樣獲得高功率激光輸出；在折疊式激光諧振腔內(nèi)部或者外部均可放置激光非線性轉換晶體。在具體設計中，所述激光諧振腔的內(nèi)部光路中可能需要加入光闌等元件用于激光選模，有可能需要加入各種光學元件，例如反射鏡、透鏡等。在進行激光加工時候，需要調(diào)Q激光輸出時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)；所述通光狀態(tài)包括完全通光狀態(tài)和部分通光狀態(tài)，前者理論上是無損耗通光，后者相當于光衰減器；當激光加工坐標位置變換時需要閉光時，所述調(diào)Q開關模組不工作或者降低調(diào)Q功率進行部分鎖光，這時激光諧振腔輸出連續(xù)激光功率，此時所述外調(diào)制光開關對所述連續(xù)激光功率進行關斷或者衰減，使得待加工材料避免激光損傷。當再次需要調(diào)Q激光進行激光加工時，所述調(diào)Q開關模組正常工作，所述外調(diào)制光開關又處于通光狀態(tài)。在這些過程中，基頻激光晶體的熱負荷變化較小，整體激光諧振腔內(nèi)部熱負荷比較穩(wěn)定，很好的保證了激光響應。這個方法解決了高功率固體激光器的光開關時候的熱響應問題。
[0035]本發(fā)明一種多端泵浦固體激光器的有益效果是:提出了一種高功率調(diào)Q多端泵浦固體激光器結構，并進一步解決了這種高功率固體激光器隨機開關的激光熱響應問題；這種高功率固體激光器可以進一步進行腔內(nèi)或者腔外非線性轉換，得到高功率綠光和紫外、深紫外固體激光器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實施例2的結構示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明實施例3的結構示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明實施例4的結構示意圖；
[0040]圖5為本發(fā)明實施例5的結構示意圖；
[0041]圖6為本發(fā)明實施例6的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0043]實施例1
[0044]圖1為所述一種提高激光熱響應速度的方法在光纖耦合雙端泵浦聲光調(diào)Q固體激光器中運用的結構示意圖，如圖1所示:本實施例雙端泵浦聲光調(diào)Q固體激光器包括激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)和激光控制器(圖中沒有標示)。其中，激光諧振腔包括前腔鏡2和后腔鏡9，折疊反射鏡4，均固定于基板上，所述后腔鏡9對基頻激光95%反射，5%透射；激光晶體組包括YV04激光晶體3，本實施例是一個基頻激光晶體，實際上可以有兩個或者兩個以上相同或者不同離子摻雜濃度基頻激光晶體串聯(lián)使用，YV04激光晶體3位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板，調(diào)整所述YV04激光晶體3在激光諧振腔中的位置；所述泵浦源組包括光纖耦合泵浦源I和光纖耦合泵浦源5，其中光纖耦合泵浦源I的泵浦光透過前腔鏡2并聚焦于YV04激光晶體3的左端面，光纖耦合泵浦源5的泵浦光透過折疊反射鏡4并聚焦于YV04激光晶體3的右端面，如果所述激光晶體組含有多個光路串聯(lián)基頻激光晶體，那么光纖耦合泵浦源I的泵浦光透過前腔鏡2并聚焦于所述激光晶體組的最左基頻激光晶體的左端面，光纖耦合泵浦源5的泵浦光透過折疊反射鏡4并聚焦于所述激光晶體組的最右基頻激光晶體的右端面；所述調(diào)Q開關模組包括聲光調(diào)Q開關10，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板，調(diào)整其在所述激光諧振腔的位置，使得調(diào)Q效果最佳；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光開關7和外調(diào)制光開關8，所述外調(diào)制光開關7和外調(diào)制光開關8位于激光諧振腔外，固定于基板上，調(diào)整所述外調(diào)制光開關7和外調(diào)制光開關8的位置，使得光偏轉效果最佳；上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0045]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體可以是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任--種或多種組合。
[0046]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0047]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0048]本實施例中，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關的一種或者組合。
[0049]本實施例中，所述折疊式激光諧振腔外可以有基頻激光晶體用于激光光放大器，也可以有非線性轉換激光晶體用于腔外激光波長非線性轉換，也可以有非線性轉換激光晶體用于腔內(nèi)激光波長非線性轉換。
[0050]本實施例的工作原理如下:所述光纖耦合泵浦源I的泵浦光透過前腔鏡2并聚焦于YV04激光晶體3的左端面，光纖耦合泵浦源5的泵浦光透過折疊反射鏡4并聚焦于YV04激光晶體3的右端面，在雙端泵浦光的激勵下，激光晶體3發(fā)生粒子數(shù)反轉，在所述激光諧振腔能量正反饋作用下，實現(xiàn)激光光放大器，并從后腔鏡9輸出連續(xù)基頻激光；在聲光調(diào)Q開關10的作用下，后腔鏡9輸出調(diào)Q基頻激光。
[0051]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號；當激光器正常工作輸出調(diào)Q脈沖激光時，所述外調(diào)制光開關7和外調(diào)制光開關8處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q激光時，所述聲光調(diào)Q開關10不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，此時所述激光諧振腔后腔鏡9輸出連續(xù)基頻激光，或者降低聲光調(diào)Q開關10的鎖光功率進行非完全鎖光，所述激光諧振腔的后腔鏡9輸出相對低功率的連續(xù)基頻激光；此時所述外調(diào)制光關開關7和外調(diào)制光關開關8處于工作狀態(tài)，把所述激光諧振腔輸出的連續(xù)基頻激光進行關斷或者衰減，使得所述連續(xù)基頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光6。
[0052]本實施例中，泵浦源I和5的泵浦功率為80W的808nm激光，在所述激光晶體3端面聚焦光斑1.2mm, IOOKHz調(diào)Q時輸出90W調(diào)Q激光，當激光焦點進行位置切換或者出光等待狀態(tài)時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述聲光調(diào)Q開關10完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔后腔鏡9輸出連續(xù)基頻激光功率達100W，此時如果所述聲光調(diào)Q開關10進行部分鎖光處理，增大了激光諧振腔的傳輸損耗，所述激光諧振腔后腔9輸出連續(xù)激光激光功率為50W，此時，所述激光晶體3內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，此時所述外調(diào)制光關開關7和外調(diào)制光關開關8的處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下500mw的連續(xù)激光透射出去，這對于一部分應用，例如陶瓷等脆硬材料的加工沒有影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光調(diào)制開關，或者改為電光調(diào)制開關或者其他高速機械開關均可以。
[0053]實際激光諧振腔由于具體的需要，可能需要增加一些光闌、棱鏡、透鏡、反射鏡等，但是不影響本發(fā)明方法的應用。[0054]實施例2
[0055]圖2為所述一種提高激光熱響應速度的方法在光纖耦合雙端泵浦聲光調(diào)Q固體諧波激光器中運用的結構示意圖，如圖2所示:本實施例雙端泵浦聲光調(diào)Q固體諧波激光器包括激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)，激光控制器(圖中沒有標示)。其中，激光諧振腔包括前腔鏡12、后腔鏡23、折疊反射鏡14、折疊反射鏡17、布儒斯特片20，均固定于所述基板，所述后腔鏡23對基頻激光95%反射，5%透射；激光晶體組包括YV04激光晶體13和倍頻激光晶體22，所述倍頻激光晶體22為激光非線性轉換晶體，本實施例是一個基頻激光晶體，實際上可以有兩個或者兩個以上相同或者不同離子摻雜濃度的基頻激光晶體串聯(lián)使用，YV04激光晶體13位于激光諧振腔內(nèi)，固定于所述基板上，調(diào)整所述YV04激光晶體13在激光諧振腔中的位置；所述泵浦源組包括光纖稱合泵浦源11和光纖耦合泵浦源15，其中光纖耦合泵浦源11的泵浦光透過前腔鏡12并聚焦于YV04激光晶體13的左端面，光纖耦合泵浦源15的泵浦光透過折疊反射鏡14并聚焦于YV04激光晶體13的右端面，如果所述激光晶體組含有多個光路串聯(lián)基頻激光晶體，那么光纖耦合泵浦源11的泵浦光透過前腔鏡12并聚焦于所述最左基頻激光晶體的左端面，光纖耦合泵浦源15的泵浦光透過折疊反射鏡14并聚焦于所述最右基頻激光晶體的右端面；所述調(diào)Q開關模組包括聲光調(diào)Q開關16，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，調(diào)整其在所述激光諧振腔的位置，使得調(diào)Q效果最佳；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光開關18和外調(diào)制光開關19，位于所述激光諧振腔外，固定于基板上，調(diào)整所述外調(diào)制光開關18和外調(diào)制光開關19的位置，使得光偏轉效果最佳；上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0056]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體可以是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任--種或多種組合。
[0057]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0058]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0059]本實施例中，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關一種或者組合。
[0060]　本實施例的工作原理如下:所述光纖耦合泵浦源11的泵浦光透過前腔鏡12并聚焦于YV04激光晶體13的左端面，光纖耦合泵浦源15的泵浦光透過折疊反射鏡14并聚焦于YV04激光晶體13的右端面，在雙端泵浦光的激勵下，激光晶體13發(fā)生粒子數(shù)反轉，在所述激光諧振腔能量正反饋作用下，激光在前腔鏡12和后腔鏡23之間震蕩實現(xiàn)激光光放大，往返震蕩的基頻激光為設計為水平線偏振光，偏振比大于100:1，與激光諧振腔光軸成布儒斯特角度放置的布儒斯特片20，可以讓諧振腔內(nèi)基頻激光幾乎無損耗通光，所述倍頻激光晶體22置于所述激光諧振腔內(nèi)，對激光諧振腔內(nèi)的基頻激光進行激光非線性轉換，獲得倍頻激光，經(jīng)布儒斯特片20表面反射出所述激光諧振腔，所述布儒斯特片20靠近后腔鏡23的一面鍍有布儒斯特角度的偏振倍頻激光全反射膜。在聲光調(diào)Q開關16的作用下，所述布儒斯特片20輸出調(diào)Q倍頻激光，當聲光調(diào)Q開關16不工作或者部分鎖光條件下，所述布儒斯特片20輸出連續(xù)倍頻激光，所述倍頻激光(調(diào)Q脈沖和連續(xù))，經(jīng)反射鏡21反射進入外調(diào)制光關開關18和19。
[0061]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號；當激光器正常工作輸出調(diào)Q脈沖激光時所述外調(diào)制光開關18和19處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q倍頻激光時，所述聲光調(diào)Q開關16不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，所述激光諧振腔布儒斯特片20輸出連續(xù)倍頻激光，或者降低調(diào)Q開關16的鎖光功率進行非完全鎖光，此時所述激光諧振腔布儒斯特片20輸出相對更低功率的連續(xù)倍頻激光；所述外調(diào)制光關開關18和19的處于工作狀態(tài)，把所述激光諧振腔輸出的連續(xù)基頻激光進行關斷或者衰減，使得所述連續(xù)基頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q倍頻激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光。
[0062]本實施例中，泵浦源11和15的泵浦功率為50W的808nm激光，在所述激光晶體13端面聚焦光斑1mm，50KHz調(diào)Q時輸出30W調(diào)Q倍頻綠激光，當激光焦點進行位置切換時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述調(diào)Q開關16完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔后腔鏡9輸出連續(xù)基頻激光功率達8W，此時，所述激光晶體13內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，此時所述外調(diào)制光關開關18和19處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下80mw的連續(xù)激光透射出去，這對于絕大部分應用都沒有影響，這些連續(xù)光不會對待加工材料產(chǎn)生影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光外調(diào)制光開關，或者改為電光外調(diào)制光開關或者其他高速機械開關均可以。
[0063]所述激光諧振腔內(nèi)部可以設置三倍頻激光非線性晶體，這樣在聲光調(diào)Q開關作用下得到調(diào)Q紫外激光，當激光焦點位置需要跳轉時，所述外部調(diào)制光開關可以對連續(xù)紫外激光繼續(xù)衰減或者關斷。
[0064]實施例3
[0065]圖3為所述一種提高激光熱響應速度的方法在光纖稱合雙端泵浦聲光調(diào)Q固體諧波激光器中運用的結構示意圖，如圖3所示:本實施例雙端泵浦聲光調(diào)Q固體諧波激光器包括激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)，激光控制器(圖中沒有標示)。其中，激光諧振腔包括前腔鏡32、后腔鏡40、折疊反射鏡34，均固定于所述基板上，所述后腔鏡40對基頻激光95%反射，5%透射；激光晶體組包括YV04激光晶體33和倍頻激光晶體39，所述倍頻激光晶體39為激光非線性轉換晶體，本實施例是一個基頻激光晶體，實際上可以有兩個或者兩個以上基頻激光晶體串聯(lián)使用，YV04激光晶體33位于激光諧振腔內(nèi)，固定于所述基板上，調(diào)整所述YV04激光晶體33在激光諧振腔中的位置；所述泵浦源組包括光纖耦合泵浦源31和光纖耦合泵浦源35，其中光纖耦合泵浦源31的泵浦光透過前腔鏡32并聚焦于YV04激光晶體33的左端面，光纖耦合泵浦源35的泵浦光透過折疊反射鏡34并聚焦于YV04激光晶體33的右端面，如果所述激光晶體組含有多個光路串聯(lián)基頻激光晶體，那么光纖耦合泵浦源31的泵浦光透過前腔鏡32并聚焦于所述最左基頻激光晶體的左端面，光纖耦合泵浦源35的泵浦光透過折疊反射鏡34并聚焦于所述最右基頻激光晶體的右端面；所述調(diào)Q開關模組包括聲光調(diào)Q開關41，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，調(diào)整其在所述激光諧振腔的位置，使得調(diào)Q效果最佳；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光開關37和外調(diào)制光開關38，位于所述激光諧振腔外，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得光偏轉效果最佳；所述倍頻激光晶體39位于所述激光諧振腔外，處于所述激光諧振腔后腔鏡40與外調(diào)制光關開關38之間，固定于基板上。上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0066]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任 種或多種組合。
[0067]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0068]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0069]本實施例中，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關。
[0070]本實施例的工作原理如下:外調(diào)制光開關組所述光纖耦合泵浦源31的泵浦光透過前腔鏡32并聚焦于YV04激光晶體33的左端面，光纖耦合泵浦源35的泵浦光透過折疊反射鏡34并聚焦于YV04激光晶體33的右端面，在雙端泵浦光的激勵下，激光晶體33發(fā)生粒子數(shù)反轉，在所述激光諧振腔能量正反饋作用下，激光在前腔鏡32和后腔鏡40之間震蕩實現(xiàn)激光光放大，往返震蕩的基頻激光為設計為水平線偏振光，偏振比大于100:1 ;所述倍頻激光晶體39置于所述激光諧振腔后腔鏡40后，對激光諧振腔后腔鏡40輸出的基頻激光進行激光腔外非線性轉換，獲得倍頻激光。在聲光調(diào)Q開關41的作用下，所述倍頻激光晶體39輸出調(diào)Q倍頻激光，也存在沒有轉換的基頻激光從倍頻激光晶體39內(nèi)部通過并繼續(xù)傳輸，當聲光調(diào)Q開關41不工作或者部分鎖光條件下，所述倍頻激光晶體39輸出連續(xù)倍頻激光和連續(xù)基頻激光，入射外調(diào)制光關開關37和38。
[0071]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號。當激光器正常工作時，輸出調(diào)Q脈沖激光時所述外調(diào)制光開關37和38處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q倍頻激光時，所述調(diào)Q開關41不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，此時所述倍頻激光晶體39輸出連續(xù)倍頻激光和連續(xù)基頻激光，或者降低調(diào)Q開關41的鎖光功率進行非完全鎖光，此時所述倍頻激光晶體39輸出連續(xù)基頻激光和相對更低功率的連續(xù)倍頻激光；此時所述外調(diào)制光關開關37和38處于工作狀態(tài)，把所述倍頻激光晶體39輸出的連續(xù)倍頻激光和連續(xù)基頻激光進行關斷或者衰減，使得所述連續(xù)倍頻激光和基頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q倍頻激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光。
[0072]本實施例中，泵浦源31和35的泵浦功率為50W的808nm激光，在所述激光晶體33端面聚焦光斑1mm，50KHz調(diào)Q時輸出25W調(diào)Q倍頻綠激光，當激光焦點進行位置切換時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述調(diào)Q開關41完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔后腔鏡40輸出連續(xù)基頻激光功率達45W，此時如果所述聲光調(diào)Q開關10進行部分鎖光處理，增大了激光諧振腔的傳輸損耗，所述激光諧振腔后腔鏡40輸出連續(xù)激光激光功率為20W，此時，所述激光晶體3內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，所述連續(xù)功率20W經(jīng)過腔外倍頻激光晶體39，輸出0.5W的連續(xù)綠光和
19.5W連續(xù)基頻激光，此時所述外調(diào)制光關開關37和38處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下5mw的連續(xù)倍頻綠光和195mw的連續(xù)基頻激光透射出去，這對于絕大部分應用都沒有影響，這些連續(xù)光不會對待加工材料產(chǎn)生影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光調(diào)制開關，或者改為電光調(diào)制開關或者其他高速機械開關均可以，也可以用光學棱鏡把連續(xù)和調(diào)Q基頻激光偏轉掉，此時激光加工中只用到調(diào)Q倍頻綠光。
[0073]所述激光諧振腔外部可以設置三倍頻激光非線性晶體，這樣在聲光調(diào)Q開關作用下得到調(diào)Q紫外激光，當激光焦點位置需要跳轉時，所述外部調(diào)制光開關可以對連續(xù)紫外激光繼續(xù)衰減或者關斷。
[0074]實施例4
[0075]圖4為本發(fā)明一種多端泵浦固體激光器的一種結構示意圖，如圖4所示:本實施例一種多端泵浦固體激光器包括折疊式激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)，激光控制器(圖中沒有標示)。其中，折疊式激光諧振腔包括前腔鏡52和后腔鏡65，折疊反射鏡70、55、73、58、76、61、79、63，均固定于基板上，所述后腔鏡65對基頻激光95%反射，5%透射；激光晶體組包括YV04激光晶體53、71、56、74、59、77、62、80，位于所述折疊式激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上；所述泵浦源組包括光纖耦合泵浦源51、69、54、72、57、75、60、78，其中光纖耦合泵浦源51的泵浦光透過前腔鏡52并聚焦于YV04激光晶體53的前端面，光纖耦合泵浦源69的泵浦光透過折疊反射鏡70并聚焦于YV04激光晶體71的后端面，光纖耦合泵浦源54的泵浦光透過折疊反射鏡55并聚焦于YV04激光晶體56的前端面，光纖耦合泵浦源72的泵浦光透過折疊反射鏡73并聚焦于YV04激光晶體74的后端面，光纖耦合泵浦源57的泵浦光透過折疊反射鏡58并聚焦于YV04激光晶體59的前端面，光纖耦合泵浦源75的泵浦光透過折疊反射鏡76并聚焦于YV04激光晶體77的后端面，光纖耦合泵浦源60的泵浦光透過折疊反射鏡61并聚焦于YV04激光晶體62的前端面，光纖耦合泵浦源78的泵浦光透過折疊反射鏡79并聚焦于YV04激光晶體80的后端面；所述調(diào)Q開關模組包括聲光調(diào)Q開關64，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得調(diào)Q效果最佳，在必要時為了加大調(diào)Q關斷能力，可以采用多個所述聲光調(diào)Q開關串聯(lián)；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光關開關66和67，位于激光諧振腔外，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得光偏轉效果最佳；上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0076]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體可以是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任--種或多種組合。
[0077]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0078]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0079]本實施例中，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關。
[0080]本實施例中，所述折疊式激光諧振腔外可以有基頻激光晶體用于激光光放大器，也可以有非線性轉換激光晶體在折疊式激光諧振腔外用于激光波長非線性轉換，也可以有非線性轉換激光晶體在折疊式激光諧振腔內(nèi)用于激光波長非線性轉換。
[0081 ] 在本實施例中，每個基頻激光晶體端面泵浦光斑面積可以相同，也可以不同。
[0082]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號。當激光器正常工作時，輸出調(diào)Q脈沖激光時所述外調(diào)制光開關66和67處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q激光時，所述調(diào)Q開關64不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，此時所述激光諧振腔后腔鏡65輸出連續(xù)基頻激光，或者降低調(diào)Q開關64的鎖光功率進行非完全鎖光，此時所述激光諧振腔后腔鏡65輸出相對低功率的連續(xù)基頻激光；此時所述外調(diào)制光關開關66和67的處于工作狀態(tài)，把所述激光諧振腔輸出的連續(xù)基頻激光進行偏轉或者關斷或者衰減，使得所述連續(xù)基頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光。
[0083]本實施例中，所述泵浦源組的光纖耦合泵浦源51、69、54、72、57、75、60、78的泵浦功率均為30W的808nm激光，在對應泵浦的激光晶體的端面聚焦光斑1mm，IOOKHz調(diào)Q時輸出80W調(diào)Q激光，當激光焦點進行位置切換時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述聲光調(diào)Q開關10完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔后腔鏡65輸出連續(xù)基頻激光功率達90W，此時如果所述調(diào)Q開關64進行部分鎖光處理，增大了激光諧振腔的傳輸損耗，所述激光諧振腔后腔鏡65輸出連續(xù)激光激光功率降低為40W，此時，所述激光晶體3內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，此時所述外調(diào)制光關開關66和67的處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下400mw的連續(xù)激光透射出去，這對于一部分應用，例如陶瓷等脆硬材料的加工沒有影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光調(diào)制開關，或者改為電光調(diào)制開關或者其他高速機械開關均可以。
[0084]實際激光諧振腔由于具體的需要，可能需要增加一些光闌、棱鏡、透鏡、反射鏡等，但是不影響本發(fā)明方法的應用。
[0085]實施例5
[0086]圖5為本發(fā)明一種多端泵浦固體激光器的另一種結構示意圖，如圖5所示:本實施例一種多端泵浦固體激光器包括折疊式激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)，激光控制器(圖中沒有標示)。其中，折疊式激光諧振腔包括前腔鏡82和后腔鏡95，折疊反射鏡99、85、101、88、103、91、105、93，均固定于基板上，所述后腔鏡95對基頻激光95%反射，5%透射；激光晶體組包括YV04激光晶體83、86、89、92，位于所述折疊式激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上；所述泵浦源組包括光纖耦合泵浦源81、100、84、102、87、104、90、106，其中光纖耦合泵浦源81的泵浦光透過前腔鏡82并聚焦于YV04激光晶體83的前端面，光纖耦合泵浦源100的泵浦光透過折疊反射鏡99并聚焦于YV04激光晶體83的后端面，光纖耦合泵浦源84的泵浦光透過折疊反射鏡85并聚焦于YV04激光晶體86的前端面，光纖耦合泵浦源102的泵浦光透過折疊反射鏡101并聚焦于YV04激光晶體86的后端面，光纖耦合泵浦源87的泵浦光透過折疊反射鏡88并聚焦于YV04激光晶體89的前端面，光纖耦合泵浦源104的泵浦光透過折疊反射鏡103并聚焦于YV04激光晶體89的后端面，光纖耦合泵浦源90的泵浦光透過折疊反射鏡91并聚焦于YV04激光晶體92的前端面，光纖耦合泵浦源106的泵浦光透過折疊反射鏡105并聚焦于YV04激光晶體92的后端面；所述調(diào)Q開關模組包 括聲光調(diào)Q開關94，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得調(diào)Q效果最佳，在必要時為了加大調(diào)Q關斷能力，可以采用多個調(diào)Q開關串聯(lián)；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光關開關96和97，位于激光諧振腔外，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得光偏轉效果最佳；上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0087]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體可以是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任--種或多種組合。
[0088]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0089]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0090]本實施例中，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關。
[0091]本實施例中，所述折疊式激光諧振腔外可以有基頻激光晶體用于激光光放大器，也可以有非線性轉換激光晶體在所述折疊式激光諧振腔外用于激光波長非線性轉換，也可以有非線性轉換激光晶體在所述折疊式激光諧振腔內(nèi)用于激光波長非線性轉換。
[0092]在本實施例中，每個基頻激光晶體端面泵浦光斑面積可以相同，也可以不同。
[0093]本實施例的工作原理如下:所述光纖耦合泵浦源組的泵浦光透過腔鏡或者折疊反射鏡并聚焦于基頻激光晶體組中對應晶體端面，在多端泵浦光的激勵下，所述激光晶體組發(fā)生粒子束反轉，在所述激光諧振腔能量正反饋作用下，實現(xiàn)激光光放大，并從后腔鏡95輸出連續(xù)基頻激光；在聲光調(diào)Q開關94的作用下，后腔鏡95輸出調(diào)Q基頻激光98。
[0094]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號；當激光器正常工作時，輸出調(diào)Q脈沖激光時所述外調(diào)制光開關96和97處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q激光時，所述調(diào)Q開關94不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，此時所述激光諧振腔后腔鏡95輸出連續(xù)基頻激光，或者降低調(diào)Q開關94的鎖光功率進行非完全鎖光，此時所述激光諧振腔后腔鏡95輸出相對低功率的連續(xù)基頻激光；此時所述外調(diào)制光關開關96和97處于工作狀態(tài)，把所述激光諧振腔輸出的連續(xù)基頻激光進行關斷或者衰減，使得所述連續(xù)基頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光。
[0095]本實施例中，所述泵浦源組的光纖耦合泵浦源81、100、84、102、87、104、90、106的泵浦功率均為30W的808nm激光，在對應泵浦的激光晶體的端面聚焦光斑1mm，IOOKHz調(diào)Q時輸出80W調(diào)Q激光，當激光焦點進行位置切換時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述聲光調(diào)Q開關10完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔后腔鏡65輸出連續(xù)基頻激光功率達90W，此時如果所述調(diào)Q開關94進行部分鎖光處理，增大了激光諧振腔的傳輸損耗，所述激光諧振腔后腔鏡65輸出連續(xù)激光激光功率降低為40W，此時，所述激光晶體組內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，此時所述外調(diào)制光關開關96和97處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下400mw的連續(xù)激光透射出去，這對于一部分應用，例如陶瓷等脆硬材料的加工沒有影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光調(diào)制開關，或者改為電光調(diào)制開關或者其他高速機械開關均可以。
[0096]實際激光諧振腔由于具體的需要，可能需要增加一些光闌、棱鏡、透鏡、反射鏡等，但是不影響本發(fā)明方法的應用。
[0097]實施例6
[0098]圖6為本發(fā)明一種多端泵浦固體激光器的另一種結構示意圖，如圖6所示:本實施例一種多端泵浦固體激光器包括折疊式激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組，外調(diào)制光開關組，基板(圖中沒有標示)，激光控制器(圖中沒有標示)。其中，折疊式激光諧振腔包括前腔鏡112和后腔鏡139，折疊反射鏡130、115、132、118、134、121、135、124，布儒斯特片137，均固定于基板上；激光晶體組包括YV04激光晶體113、116、119、122，位于所述折疊式激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，所述后腔鏡139對基頻激光95%反射，5%透射；所述泵浦源組包括光纖耦合泵浦源111、129、114、131、117、133、120、136，其中光纖耦合泵浦源111的泵浦光透過前腔鏡112并聚焦于YV04激光晶體113的前端面，光纖耦合泵浦源129的泵浦光透過折疊反射鏡130并聚焦于YV04激光晶體113的后端面，光纖耦合泵浦源114的泵浦光透過折疊反射鏡115并聚焦于YV04激光晶體116的前端面，光纖耦合泵浦源131的泵浦光透過折疊反射鏡132并聚焦于YV04激光晶體116的后端面，光纖耦合泵浦源117的泵浦光透過折疊反射鏡118并聚焦于YV04激光晶體119的前端面，光纖耦合泵浦源133的泵浦光透過折疊反射鏡134并聚焦于YV04激光晶體119的后端面，光纖耦合泵浦源120的泵浦光透過折疊反射鏡121并聚焦于YV04激光晶體122的前端面，光纖耦合泵浦源136的泵浦光透過折疊反射鏡135并聚焦于YV04激光晶體1222的后端面；所述調(diào)Q開關模組包括聲光調(diào)Q開關123，位于激光諧振腔內(nèi)，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得調(diào)Q效果最佳，在必要時為了加大調(diào)Q關斷能力，可以采用多個調(diào)Q開關串聯(lián)；所述外調(diào)制光開關組包括外調(diào)制光關開關126和127，位于激光諧振腔外，固定于基板上，空間位置經(jīng)過精細調(diào)整，使得光偏轉效果最佳；上面所述各種光學器件調(diào)整，均以所述激光諧振腔光軸為基準進行調(diào)整，所述基板用于固定上述各種零部件，所述激光控制器用于控制所述基板溫度、所述激光晶體組的激光晶體溫度、所述泵浦源組的各項泵浦參數(shù)以及驅動所述聲光調(diào)Q開關和外調(diào)制光開關組。
[0099]本實施例中，所述基頻激光晶體為長方體狀激光晶體，在其他實施例中，所述基頻激光晶體可以是相同或者不同離子摻雜濃度的板條狀激光晶體、棒狀激光晶體、薄片狀激光晶體的任--種或多種組合。
[0100]本實施例中，所述泵浦源模組的泵浦方式為端泵，在其他實施例中也可以是側泵。
[0101]本實施例中，所述調(diào)Q開關模組的調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中，也可以是電光調(diào)Q開關。
[0102]本實施例中，所述外調(diào)制`光開關為聲光調(diào)Q開關，在其他實施例中也可以是電光調(diào)Q開關、壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關。
[0103]本實施例的工作原理如下:外調(diào)制光開關組所述光纖耦合泵浦源組的泵浦光透過腔鏡或者折疊反射鏡并聚焦于基頻激光晶體組中對應晶體端面，在多端泵浦光的激勵下，所述激光晶體組發(fā)生粒子束反轉，在所述激光諧振腔能量正反饋作用下，激光在前腔鏡112和后腔鏡139之間震蕩實現(xiàn)激光光放大，往返震蕩的基頻激光為設計為水平線偏振光，偏振比大于100:1，與激光諧振腔光軸成布儒斯特角度放置的平板玻璃，可以讓諧振腔內(nèi)基頻激光幾乎無損耗通光，所述倍頻激光晶體138置于所述激光諧振腔內(nèi)，對激光諧振腔內(nèi)的基頻激光進行激光非線性轉換，獲得倍頻激光，經(jīng)布儒斯特片137表面反射出所述激光諧振腔，所述布儒斯特片137靠近后腔鏡139的一面鍍有布儒斯特角度的偏振倍頻激光全反射膜。在聲光調(diào)Q開關123的作用下，所述布儒斯特片137輸出調(diào)Q倍頻激光，當聲光調(diào)Q開關123不工作或者部分鎖光條件下，所述布儒斯特片137輸出連續(xù)倍頻激光，所述倍頻激光(調(diào)Q和連續(xù))，經(jīng)反射鏡128反射進入外調(diào)制光關開關127和126。
[0104]所述激光控制器可以采用內(nèi)觸發(fā)信號或者外部信號來驅動所述調(diào)Q開關模組和外調(diào)制光開關組，所述外部信號為門控開關信號，所述門控開關信號輸入到所述激光控制器的門控開關信號接口。當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器內(nèi)觸發(fā)信號工作時，此時所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)，可以由所述激光控制器內(nèi)部信號控制，也可以由外部信號控制；當所述調(diào)Q開關模組采用激光控制器外部信號觸發(fā)工作時，所述調(diào)Q開關模組和所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)均由外部信號控制。所述外部信號是來源于激光控制器以外的控制信號。當激光器正常工作時，輸出調(diào)Q脈沖激光時所述外調(diào)制光開關127和126處于通光狀態(tài)，此時激光可以用于激光加工、激光探測、激光曝光等應用；當激光停止輸出調(diào)Q激光時，所述調(diào)Q開關123不再像傳統(tǒng)激光器進行完全鎖光處理，而是處于非工作狀態(tài)，此時所述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出連續(xù)倍頻激光，或者降低調(diào)Q開關123的鎖光功率進行非完全鎖光，此時所述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出相對低功率的連續(xù)倍頻激光；此時所述外調(diào)制光關開關127和126處于工作狀態(tài)，把所述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出的連續(xù)倍頻激光進行偏轉或者關斷或者衰減，使得所述連續(xù)倍頻激光不對待加工對象形成損傷。當激光器需要再次輸出調(diào)Q激光時，在對應控制信號作用下，所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組處于調(diào)Q狀態(tài)，激光器輸出調(diào)Q脈沖激光。
[0105]本實施例中，所述泵浦源組的光纖耦合泵浦源111、129、114、131、117、133、120、136的泵浦功率均為30W的808nm激光，在對應泵浦的激光晶體的端面聚焦光斑1mm，IOOKHz調(diào)Q時輸出述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出70W調(diào)Q倍頻激光，當激光焦點進行位置切換時，激光器需要短暫停止出光，此時，如果所述調(diào)Q開關123完全不工作狀態(tài)，那么所述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出連續(xù)倍頻激光功率達30W，此時如果所述調(diào)Q開關123進行部分鎖光處理，增大了激光諧振腔的傳輸損耗，所述激光諧振腔內(nèi)布儒斯特片137輸出連續(xù)倍頻激光激光功率降低為15W，此時，所述激光晶體組內(nèi)部的熱負荷變化在可承受范圍內(nèi)(具體承受范圍與激光諧振腔設計等因素相關)，此時所述外調(diào)制光關開關126和127處于工作狀態(tài)，每一個聲光調(diào)制開關偏轉效率90%，這樣把所述基頻連續(xù)激光的99%的功率偏離出正常光路，只剩下150mw的連續(xù)激光透射出去，這對于大部分應用，例如陶瓷等脆硬材料的加工沒有影響，如果需要進一步降低透射的連續(xù)功率，可以進一步串聯(lián)聲光調(diào)制開關，或者改為電光調(diào)制開關或者其他高速機械開關均可以。
[0106]實際激光諧振腔由于具體的需要，可能需要增加一些光闌、棱鏡、透鏡、反射鏡等，但是不影響本發(fā)明方法的應用。
[0107]上述實施例1到6只是本發(fā)明的六個典型的應用，實際上其原理應用不限于上面所述情形，例如，由于需要與激光諧振腔內(nèi)部調(diào)Q開關模組的工作時序相配合，即使把外部高速調(diào)制光開關置于激光諧振腔的密封殼體外部，外調(diào)制光開關組也在本發(fā)明技術方案范圍；另例如，對于皮秒激光器，在不需要出激光進行激光加工時，種子激光注入由脈沖變?yōu)檫B續(xù)種子激光，在后續(xù)放大器后面加入外部調(diào)制高速光開關也可以實現(xiàn)皮秒激光器的快速功率響應。
[0108]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種提高激光熱響應速度的方法，包括以下步驟: (1)將激光諧振腔、激光晶體組、調(diào)Q開關模組、外調(diào)制光開關組均安裝在基板上，所述激光晶體組至少一側設置有泵浦源；所述激光諧振腔包括前腔鏡、后腔鏡，所述激光諧振腔用于對所述激光諧振腔內(nèi)激光振蕩實現(xiàn)光學正反饋；所述激光晶體組包括一個激光晶體或者兩個以上激光晶體的串聯(lián)組合；所述激光晶體組中包括至少一個基頻激光晶體，所述基頻激光晶體設置在所述激光諧振腔內(nèi)；所述泵浦源組用于對激光晶體組的基頻激光晶體進行泵浦，使所述基頻激光晶體實現(xiàn)粒子數(shù)反轉；所述調(diào)Q開關模組設置于所述激光諧振腔內(nèi)，用于對所述激光諧振腔內(nèi)的激光調(diào)Q以產(chǎn)生調(diào)Q激光；所述外調(diào)制光開關組設置在所述激光諧振腔外，用于對傳輸?shù)狡渖系倪B續(xù)激光進行關斷或衰減； (2)通過激光控制器設置基板的溫度、所述激光晶體組中激光晶體的溫度和所述泵浦源組的泵浦參數(shù)，所述激光諧振腔輸出連續(xù)激光； (3)通過激光控制器控制所述調(diào)Q開關模組，使所述激光諧振腔輸出調(diào)Q激光；通過激光控制器或者外部信號控制所述外調(diào)制光開關組處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q激光透過所述外調(diào)制光開關組后形成激光輸出； (4)當停止使用所述調(diào)Q激光時，所述激光控制器關閉所述調(diào)Q開關或降低所述調(diào)Q開關的調(diào)Q鎖光功率，此時所述激光諧振腔輸出的連續(xù)激光進入所述外調(diào)制光開關組；所述激光控制器或者外部信號控制所述外調(diào)制光開關組處于工作狀態(tài)，所述外調(diào)制光開關組對所述連續(xù)激光進行關斷或者衰減處理； (5)當再次需要調(diào)Q激光輸出時，外調(diào)制光開關處于通光狀態(tài)，所述調(diào)Q開關模組對激光諧振腔的激光進行調(diào)Q，所述激光諧振腔輸出調(diào)Q激光。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高激光熱響應速度的方法，其特征在于:所述激光諧振腔還包括至少一個光學反射元件，所述光學反射元件用于反射所述基頻激光或/和對泵浦源激光波長進行透射；所述光學反射元件設置在所述泵浦源和所述激光晶體組之間；當所述泵浦源為一個時，所述泵浦源設置在所述激光晶體組的一側；或當所述泵浦源為兩個時，所述泵浦源為分別設置在所述激光晶體組的兩端。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的提高激光熱響應速度的方法，其特征在于:所述激光晶體組的基頻激光晶體為相同或者不同離子摻雜濃度的長方體狀激光晶體、棒狀激光晶體、板條激光晶體、薄片激光晶體的任意一種或組合；所述激光晶體組還包含非線性激光晶體，所述非線性激光晶體用于對激光波長進行非線性頻率轉換。
4.根據(jù)權利要求3所述的提高激光熱響應速度的方法，其特征在于:所述非線性激光晶體設置在所述激光諧振腔的內(nèi)部或者外部。
5.根據(jù)權利要求3所述的提高激光熱響應速度的方法，其特征在于:所述調(diào)Q開關模組包括至少一個調(diào)Q開關，所述調(diào)Q開關為聲光調(diào)Q開關或電光調(diào)Q開關；所述外調(diào)制光開關組包括至少一個外調(diào)制光開關，所述外調(diào)制光開關為聲光調(diào)Q開關、電光調(diào)Q開關，壓電陶瓷驅動的機械光開關或高速振鏡光開關的一種或者組合。
6.根據(jù)權利要求3所述提高激光熱響應速度的方法，其特征在于:所述泵浦源的泵浦方式為端泵或側泵。
7.一種多端泵浦固體激光器，其特征在于:所述多端泵浦固體激光器包括權利要求1-6任一所述的激光諧振腔、激光晶體組、泵浦源組、調(diào)Q開關模組、外調(diào)制光開關組、激光控制器和基板，所述泵浦源組包括至少三個泵浦源； 所述激光諧振腔為折疊激光諧振腔，所述折疊激光諧振腔包括前腔鏡、后腔鏡和至少兩個反射鏡，所述折疊激光諧振腔用于對所述激光諧振腔內(nèi)激光振蕩實現(xiàn)光學正反饋；所述激光晶體組至少包含兩個光束傳輸串聯(lián)的基頻激光晶體，所述基頻激光晶體設置在所述激光諧振腔內(nèi)；每個所述基頻激光晶體的至少一側設置有一個泵浦源，用于對相應的基頻激光晶體進行泵浦，使所述基頻激光晶體實現(xiàn)粒子數(shù)反轉；每個所述泵浦源與相應的基頻激光晶體之間均設置一個反射鏡，所述反射鏡用于對經(jīng)泵浦產(chǎn)生的基頻激光反射或/和對泵浦源激光波長進行透射； 所述調(diào)Q開關模組位于所述激光諧振腔內(nèi)，用于對所述激光諧振腔內(nèi)的激光調(diào)Q以產(chǎn)生調(diào)Q激光； 所述外調(diào)制光開關組位于所述激光諧振腔外，用于對傳輸?shù)狡渖系倪B續(xù)激光進行關斷或衰減； 激光控制器用于控制所述基板的溫度、所述激光晶體組中激光晶體的溫度、所述泵浦源組的泵浦參數(shù)、所述調(diào)Q開關模組的`狀態(tài)和/或所述外調(diào)制光開關組的狀態(tài)。
【文檔編號】H01S3/10GK103762495SQ201410043050
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月29日 優(yōu)先權日:2014年1月29日
【發(fā)明者】張立國 申請人:張立國