一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器

摘要

一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器，由输入端至输出端依次设置的808nm泵浦源、自聚焦透镜、工作物质、倍频晶体和半反镜，808nm泵浦源发出的光经自聚集透镜聚集至工作物质左侧，工作物质的左端面镀制全反膜形成谐振腔，倍频晶体将工作物质发出的激光转换成匹配半反镜的激光，半反镜的右端面镀制半反膜形成谐振腔。此类紧凑型绿色固体激光器结构简单，体积小巧，频率高，功率高，转换效率高，输出光束质量稳定，成本低廉、容易装调，适合批量生产。

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，具体说的是一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器。

背景技术

目前，激光器的研究重点方向是使器件的体积愈来愈小、器件的重量愈来愈轻、光束质量愈来愈好、可靠性愈来愈高、寿命愈来愈长、运转愈来愈敏感。在本实用新型之前的绿色固体激光器依次包括泵浦源、光学系统、工作物质、调Q晶体，半反镜和倍频晶体，未采用自聚焦透镜对泵浦光进高质量、连续干清的输出汇聚，因设计的元器件多，因此其缺点较多，如:功率较低(80-150mw)、工作频率低，光束直径大(10mm)、准直性差、稳定性差、体积较大(35mmX35mmx80mm)等。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器，本激光器相较于原有绿色固体激光器频率高、功率高、结构紧凑、体积小、成本低、光束质量好且系统稳定。

为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器，由输入端至输出端依次设置的808nm泵浦源、自聚焦透镜、工作物质、倍频晶体和半反镜，808nm泵浦源发出的光经自聚集透镜聚集至工作物质左侧，工作物质的左端面镀制全反膜形成谐振腔，倍频晶体将工作物质发出的激光转换成匹配半反镜的激光，半反镜的右端面镀制半反膜形成谐振腔。

工作物质和倍频晶体分体设置。

倍频晶体为LBO倍频晶体或KTP倍频晶体。

工作物质的右端面镀制增透膜。

半反镜的左端面镀制增透膜。

本实用新型有益效果是：

1、激光器只采用五部分实现了原有激光器的功能，最终成型有激光器与市面激光器相比，通过节省原有结构中的调Q晶体以及减省光学系统，减小了体积，降低生产成本，并且提升了频率，提高了平均功率；

2、使用自聚焦透镜作为汇聚镜而非常规的球面镜或非球面镜，通过使用自聚焦透镜用于将泵浦光高质量、连续平滑的输出汇聚至一点，可简化泵浦系统、提高泵浦光的耦合效率。输出光斑为圆斑并斑型长时间稳定，效果突出，容易实现批产，可以广泛的应用于工业和医疗行业；

2、将工作物质与倍频晶体分体设置，防止两者键合设置时，因局部功率密度较高时，键合面热损伤，分体之后热稳定性较好。

3、采用LBO倍频晶体或KTP倍频晶体可实现1064nm激光向532nm频率的转换，能进一步提升激光器的功率及频率性能。

4、工作物质的右端面镀制增透膜和/或半反镜的左端面镀制增透膜,可减小两者谐振腔腔内损耗。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1、808nm泵浦源，2、自聚焦透镜，3、工作物质，4、倍频晶体，5、半反镜。

具体实施方式

下面结合附图给出实用新型的较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。这里，将给出相应附图对本实用新型进行详细说明。需要特别说明的是，这里所描述的优选实施例子仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制或限定本实用新型。

在本实施方式的描述中，术语“内”、“外”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器，由输入端至输出端依次设置的808nm泵浦源1、自聚焦透镜2、工作物质3、倍频晶体4和半反镜5，自聚焦透镜是利用产生的光程差使光线汇聚成一点，808nm泵浦源1发出的光经自聚焦透镜2聚集至工作物质3左侧，工作物质3的左端面镀制全反膜，半反镜5的右端面镀制半反膜，两者共同组成谐振腔，倍频晶体4将工作物质3发出的激光转换成对应激光。

808nm泵浦源1产生工作波长为808nm的泵浦光。

激光器通过自聚焦透镜替换现有技术中的多镜组成的光学系统，节省成本，并且可将泵浦光高质量、连续平滑的输出汇聚至一点，可简化泵浦系统、提高泵浦光的耦合效率，使输出的光斑为圆斑，能保持光显示状态长时间稳定。

工作物质，实现能级跃迁，将工作物质3和倍频晶体4分体设置，保持中心对应，两者通过键合面固定在一起时，键合面之间容易热损伤，因此，分体设置可使两者的热稳定性好，影响激光器最终的频率与功率。

自聚焦透镜2为圆柱形透镜，摆放位置如图1所示，y轴对应808nm泵浦源的快轴，z轴对应808nm泵浦源的慢轴，x轴对应整条中心线，即光轴。

倍频晶体4为LBO倍频晶体或KTP倍频晶体，LBO倍频晶体和KTP倍频晶体均可将激光从1064nm向532nm转换，倍频晶体4的长度根据激光器预计达到频率以及谐振腔确定，LBO倍频晶体的损失阈值低于KTP倍频晶体，相较于KTP倍频晶体，LBO倍频晶体用于本实用新型的激光器内更优，不易损伤，KTP倍频晶体的成本低于LBO倍频晶体。

工作物质3的右端面镀制增透膜，减少光学表面的反射光，增加工作物质的透光量，减少激光器内的杂散光。

半反镜5的左端面镀制增透膜，减少光学表面的反射光，增加半反镜5的透光量，减少激光器内的杂散光。

一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器，与市售激光器对比，转换效率高，峰值降低，平均功率提高，频率可达到几十KHz，实现高重频，平均功率高于百毫瓦级，将倍频晶体4调整至半反镜5之前，并将自聚焦透镜替换原有光学 系统，激光器的整体体积明显降低，同时节省成本。

实施例1

一种高重频高功率紧凑型绿色固体激光器,包括808nm泵浦源1、自聚焦透镜2、工作物质3、LBO倍频晶体4、半反镜5，工作物质3左侧镀全反膜、半反镜5右侧镀半反膜，808nm泵浦源1、自聚焦透镜2、工作物质3、LBO倍频晶体4、半反镜5依次沿中心直线排列。

自聚焦透镜长5.6mm、直径Φ1.8mm的圆柱形晶体，其折射率的分布沿径向逐渐减小，能够使沿轴向传输的光产生折射，从而实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点，LBO倍频晶体的长度为12.5mm。

工作时，808nm泵浦源距自聚焦透镜3mm，自聚焦透镜距工作物质2mm，工作物质距LBO倍频晶体10mm，LBO倍频晶体距半反镜15mm，依次沿中心直线排列。

激光器功率可达600mW、工作频率高，光束直径：2mm，准直性高，稳定性高，体积：20mm×15mm×60mm。

此类紧凑型绿色固体激光器结构简单，体积小巧，频率高，功率高，转换效率高，输出光束质量稳定，成本低廉、容易装调，适合批量生产。

以上仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制或限定本实用新型。对于本领域的研究或技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型所声明的保护范围之内。