[發(fā)明專利]高功率小型激光器封裝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210325900.4
• 申請(qǐng)日: 2012-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102820605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐長(zhǎng)青;蘇紅平;路洋;林紹杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京長(zhǎng)青激光科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01S3/02
• 分類號(hào): H01S3/02;H01S3/0941;H01S3/23;H01S5/024
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠并行輸出的高功率小型激光器。

背景技術(shù)

目前，產(chǎn)生可見(jiàn)光和紫外光的激光器已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)小型化、低損耗、高功率。因此在激光顯示、光學(xué)存儲(chǔ)、光譜分析等領(lǐng)域可以有廣泛的應(yīng)用。在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)，較短波長(zhǎng)(如400nm-445nm)范圍內(nèi)，已經(jīng)出現(xiàn)商用價(jià)值的激光器，然而獲得波長(zhǎng)大于470nm(綠光)的高功率激光的技術(shù)卻仍在探索中。產(chǎn)生綠光的現(xiàn)有技術(shù)，是泵浦光(如波長(zhǎng)為808nm的激光)通過(guò)摻釹的激光晶體(如Nd:YAG、Nd:YVO4)、非線性晶體(如KTP、LBO)或周期性極化非線性晶體(PPMgOLN、PPZnOLT、PPLN)的倍頻作用，產(chǎn)生倍頻光(如波長(zhǎng)為532nm)。基于上述原理，可以將結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，制作小型化激光器，如在申請(qǐng)?zhí)枮閃O2010138116、WO2011028207，以及US7724797的專利申請(qǐng)中介紹的那樣，它的基本結(jié)構(gòu)包含LD泵浦光源，自聚焦耦合鏡，非摻雜/摻雜的激光晶體與非線性倍頻晶體共同構(gòu)成的微型芯片，輸出鏡。若將周期性極化非線性晶體(如PPMgOLN)作為非線性倍頻晶體，可以實(shí)現(xiàn)高功率綠光激光的輸出，如專利號(hào)為US7724797所述，綠光的轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到20-30％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用KTP作為倍頻晶體所達(dá)到的轉(zhuǎn)化效率。上述方案，雖然具有小型化、高功率、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，但所使用的元器件數(shù)量眾多，各元器件相互獨(dú)立，激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致調(diào)節(jié)不方便，不利于大規(guī)模生產(chǎn)；并且由于LD泵浦光源的最大輸出功率制約著綠光轉(zhuǎn)化效率，因此，此類型高功率小型激光器存在輸出功率的極限，無(wú)法滿足客戶的定制要求。

上述專利僅僅描述的是單一性激光器，LD泵浦光源的最大輸出功率制約著激光器的最大轉(zhuǎn)化效率。為了實(shí)現(xiàn)更高功率激光的輸出，滿足客戶的定制要求，可以使用激光陣列并行輸出的技術(shù)。現(xiàn)有的技術(shù)，有一種擴(kuò)展腔表面發(fā)射的激光技術(shù)(VECSELs)，如在申請(qǐng)?zhí)枮閃O2006105258的專利申請(qǐng)中介紹的那樣，它是包含表面發(fā)射的激光陣列、非線性晶體、腔內(nèi)倍頻的半導(dǎo)體激光器技術(shù)。而固體激光器現(xiàn)有技術(shù)主要是針對(duì)一束固體激光的輸出或者是多束固體激光束通過(guò)耦合鏡陣列耦合成高功率固體激光器的應(yīng)用，如申請(qǐng)?zhí)?00710121829.7的專利申請(qǐng)中介紹的那樣。上述技術(shù)方案，LD陣列泵浦光源基于同一襯底，因此熱量高度集中，不易散熱。另外，雖然LD激光器面陣內(nèi)的多個(gè)LD激光器之間為串聯(lián)、并聯(lián)、或者串聯(lián)并聯(lián)相結(jié)合、或者各自獨(dú)立，但光路中未加入PD反饋，因此無(wú)法獲知各個(gè)LD泵浦光源輸出的泵浦光是否滿足要求，進(jìn)而導(dǎo)致上述連接方式使得LD泵浦光源無(wú)法達(dá)到最佳效果。并且激光晶體和非線性晶體對(duì)溫度較為敏感，使用同一晶體，可能導(dǎo)致晶體內(nèi)部各點(diǎn)溫度不均，不利于激光的高功率輸出。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)和維修方便，穩(wěn)定性好的高功率固體激光器。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高功率小型激光器封裝，包括LD泵浦光源、激光模塊(如mGreen模組)、PD反饋器、反射鏡，以及輸出濾波片，其特點(diǎn)是，上述元件均以金屬管殼作為承載并固定在其上，且所有組件均封裝在激光器保護(hù)管殼內(nèi)，LD泵浦光源固定在豎直的金屬管殼上；所述激光模塊，由激光晶體和光學(xué)倍頻晶體構(gòu)成，固定在金屬管殼的內(nèi)壁上，其中激光晶體和光學(xué)倍頻晶體上鍍有特殊鍍膜，激光晶體和光學(xué)倍頻晶體以及晶體上的鍍膜共同形成光學(xué)諧振腔；所述LD泵浦光源發(fā)出的泵浦光照射在所述激光模塊上；輸出濾波片垂直于金屬管殼放置于另一端，形成單一平臺(tái)高功率小型激光器結(jié)構(gòu)。

上述方案中，LD泵浦光源出射光束偏振態(tài)為分為TM模式和TE模式，當(dāng)調(diào)節(jié)LD的放置方向，偏振方向垂直于底部金屬管殼時(shí)，將所述激光模塊平行于底部金屬管殼放置；當(dāng)調(diào)節(jié)LD的放置方向，偏振方向平行于底部金屬管殼時(shí)，將所述激光模塊垂直于底部金屬管殼放置。所述激光模塊與光傳播方向平行。

上述方案中，所述綠光激光器的金屬管殼上有1處刻有定位線；所述定位線定位所述激光模塊到LD泵浦光源的最佳距離。

上述方案中，所述PD反饋器放置在LD泵浦光源的發(fā)光點(diǎn)后端的熱沉上；泵浦光源的散射光，由PD反饋器接收。

上述方案中，所述PD反饋器放置在LD泵浦光源的發(fā)光點(diǎn)后面；泵浦光源的散射光，由PD反饋器接收。

上述方案中，所述的高功率小型激光器的反射鏡與金屬管殼呈45°放置，PD反饋器置于反射鏡正下方；綠光經(jīng)過(guò)反射鏡，有極少數(shù)綠光被反射，由PD反饋器接收。