[發(fā)明專利]一種具有圓環(huán)臺形反射棱鏡的固體激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310025104.3
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103151690A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任芝;李松濤
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體激光器，屬于激光器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的固體激光器一般都是簡單采用平板型或圓柱形的增益介質(zhì)，對于這樣的激光器來說，如果需要增大激光器的發(fā)射功率，則需要增加泵浦能量并且還需要增加平板型或圓柱形增益介質(zhì)的截面積(半徑)。如果只是簡單的增加泵浦能量則可能會超過增益介質(zhì)的承受能力，從而對增益介質(zhì)產(chǎn)生永久性的破壞，所以在增加泵浦能量的同時需要增加增益介質(zhì)的截面積。但是增益介質(zhì)的截面積增加之后又會出現(xiàn)新的問題，這些新的問題包括：1)截面積的增加(也即半徑的增加)會使得激光器出射光束的半徑增加，出射光束的半徑增加之后在一定程度上就降低了激光的強度(也即單位面積內(nèi)的能量分布)，這對于提高的激光束的強度是不利的；2)截面積變大之后散熱問題更加突出，因為散熱裝置只能分布于增益介質(zhì)的四周，截面積越大，導(dǎo)致散熱裝置對于增益介質(zhì)內(nèi)部的散熱能力越差；3)半徑增加之后，使得增益介質(zhì)的體積變大，體積變大之后散熱的不均勻性將變得更加明顯，從而導(dǎo)致增益介質(zhì)的徑向折射率梯度變大，這使得激光束的橫向分布性變得更差；4)隨著截面積的增加，泵浦的光均勻性分布也會變差。本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)中的該問題提出來的，提供了一種高強度的固體激光器。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種固體激光器，包括：光路上依次排列設(shè)置的輸出鏡1，圓環(huán)臺形反射棱鏡2，圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)3，全反射端圓環(huán)形透鏡4，全反射鏡5；在輸出鏡1和全反射鏡5之間形成諧振腔；

輸出鏡1為半透半反鏡，用于將諧振腔內(nèi)的振蕩激光輸出；圓環(huán)臺形反射棱鏡2為中心具有穿孔的圓環(huán)臺形，該圓環(huán)臺形反射棱鏡為中心具有通孔的圓臺，該圓臺包括相互平行的上表面和下表面，并且上表面的面積大于下表面，該圓臺的外側(cè)面與上表面成45度夾角，該圓臺的中心孔的最小直徑處的直徑等于圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的內(nèi)部圓柱體的直徑，并且該中心孔包括兩部分，一部分為平行于該圓臺外側(cè)面的上內(nèi)側(cè)面，另外一部分為則垂直于圓臺下表面的下內(nèi)側(cè)表面，從而形成一個漏斗狀的中心孔，由圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)內(nèi)的圓柱體所產(chǎn)生的振蕩光恰好通過漏斗狀中心孔的垂直部分，而由圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的外圍圓環(huán)柱所產(chǎn)生的振蕩光則先后經(jīng)過圓環(huán)臺形反射棱鏡的外側(cè)面和中心孔的與所述外側(cè)面平行的上內(nèi)側(cè)面的反射之后以與圓柱體內(nèi)出射的光相平行的方式入射到輸出鏡1上，并且由圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的外圍圓環(huán)柱所產(chǎn)生的環(huán)形激光的內(nèi)側(cè)邊緣正好入射到與圓臺的外側(cè)面平行的上內(nèi)側(cè)面的內(nèi)邊緣，從而使得圓環(huán)柱所產(chǎn)生的激光與圓柱體所產(chǎn)生的激光在射出該圓臺的時候以相接的方式形成一個整體激光束，圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的外圍圓環(huán)柱和內(nèi)部圓柱體之間留有的圓環(huán)形的空隙內(nèi)設(shè)置有泵浦光源，全反射端圓環(huán)形透鏡4中心處的通孔的直徑要大于圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)3的圓柱體的直徑，并且還要小于圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)3的圓環(huán)柱的內(nèi)半徑，并且該透鏡的焦距要盡可能短，以便于使得該激光器的具有緊湊的結(jié)構(gòu)，全反射鏡5位于全反射端圓環(huán)形透鏡的焦點處。

所述泵浦光源采用沿該圓環(huán)形空隙的圓周排列設(shè)置的燈管，或者采用由發(fā)光二極管組成的雙面發(fā)光的圓筒形的發(fā)光陣列。

所述圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的圓環(huán)柱的厚度大于圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的圓柱體的半徑。

所述圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的圓環(huán)柱的厚度1.5倍于圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)的圓柱體的半徑。

附圖說明

圖1為本發(fā)明固體激光器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明固體激光器的諧振腔內(nèi)部的光路示意圖；

具體實施方式

以下在結(jié)合附圖的基礎(chǔ)上對于本發(fā)明的內(nèi)容進行更加詳細的描述。

圖1示出了本發(fā)明的固體激光器剖面結(jié)構(gòu)示意圖，為了畫圖與閱讀的方便該激光器中的某些部件沒有畫出，對于沒有畫出的部分下面會有詳細的描述。在圖1中，1表示輸出鏡，其為半透半反鏡，2為圓環(huán)臺形反射棱鏡，3為圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)，該圓環(huán)形的激光增益介質(zhì)包括外圍的圓環(huán)柱以及位于圓環(huán)柱內(nèi)圓柱體，外圍的圓環(huán)柱和內(nèi)部的圓柱體之間留有空隙，4表示全反射端圓環(huán)形透鏡，5表示全反射鏡。

輸出鏡1，圓環(huán)臺形反射棱鏡2，圓環(huán)形固體激光增益介質(zhì)3，全反射端圓環(huán)形透鏡4，全反射鏡5在光路上依次排列，在輸出鏡1和全反射鏡5之間形成諧振腔。