[實用新型]一種被動調Q激光器

有效

• 申請號: 201520146133.X
• 申請日: 2015-03-13
• 公開（公告）號: CN204391484U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 李斌;孫冰
• 申請（專利權）人: 李斌;孫冰
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S3/11
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11266
• 代理人: 姜麗輝

技術領域

本實用新型涉及激光技術領域，尤指一種被動調Q激光器。

背景技術

自激光問世以來，激光加工技術就受到人們的重視，至今激光加工技術已成為先進制造技術的重要組成部分。由于激光束具有單色性好、能量密度高、空間控制性和時間控制性良好等一系列優點，目前它已廣泛應用于材料加工等領域，針對于激光微加工，材料標記等領域的激光器主要有紅外激光器、綠光激光器、紫外光激光器。但現有的激光器較為復雜，主要采用聲光或電光調Q的紅外固體激光器及其非線性頻率變換的綠光及紫外激光器來實現的，成本也較高。

專利文獻CN103633536A于2014年03月12日公開了一種激光頭集成泵浦頭的技術方案。而同樣涉及激光技術領域的本實用新型則公開了一種被動調Q激光器，包括泵浦源、泵浦耦合系統、激光增益介質和可飽和吸收體，泵浦源發出泵浦光經泵浦耦合系統進入激光增益介質，可飽和吸收體置于激光增益介質后面，通過可飽和吸收體對激光進行調制，從而產生脈沖激光輸出。

現有技術采用室溫(25℃)匹配非線性晶體的被動調Q激光器，由于應用環境的差別，需要采取不同的控溫手段。例如在我國南方的夏季，環境溫度可能會達到40攝氏度，這個時候就需要給非線性晶體降溫。而冬季在我國北方應用，環境溫度又很低，需要給非線性晶體加熱。既要加熱又要制冷，增加了系統的復雜性。另外一般情況下，非線性晶體都在較高溫度工作，若不加熱則需一定的時間才能達到非線性晶體的工作溫度，這段時間內的激光輸出質量不好，會影響最終的打標或者加工效果。

發明內容

本實用新型提供一種能提高溫度響應速度，降低成本的被動調Q激光器。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種被動調Q激光器，包括泵浦系統與激光頭，所述泵浦系統中包括控制非線性晶體溫度的驅動源，所述激光頭中包括非線性晶體，所述該非線性晶體匹配的溫度大于室溫。

進一步的，所述非線性晶體匹配的溫度大于25℃，小于等于150℃。

進一步的，所述非線性晶體匹配的溫度大于等于40℃，小于等于60℃。

進一步的，所述非線性晶體匹配的溫度等于50度。

進一步的，所述激光頭包括準直鏡、聚焦鏡、諧振腔；所述準直鏡、聚焦鏡、諧振腔集成在同一殼體內，并與泵浦系統分離；所述泵浦系統包括泵浦源，所述驅動源給泵浦源供電；所述泵浦源通過傳能光纖與所述準直鏡光耦合；所述諧振腔從聚焦鏡一側起，依次包括光耦合的反射鏡、增益組件、被動調Q晶體和輸出鏡；所述輸出鏡出光面依次與所述非線性晶體耦合，所述非線性晶體出光面耦合有擴束鏡。

進一步的，所述增益組件包括采用各項同性、高上能級壽命和高儲能材質的第一增益晶體和采用具備偏振特性材質的第二增益晶體，所述第一增益晶體和第二增益晶體光耦合；所述非線性晶體從輸出鏡一側起，依次包括二倍頻晶體和三倍頻晶體。

進一步的，所述增益組件為單增益的第一增益晶體，所述非線性晶體為二倍頻晶體；所述反射鏡采用凹面鏡，所述被動調Q晶體出光面一端鍍有半反半透膜，形成所述輸出鏡，所述增益晶體、被動調Q晶體、二倍頻晶體采用透明膠材膠合或利用分子鍵合的方式固定。

進一步的，所述反射鏡、輸出鏡中至少一個為凹面鏡。

進一步的，所述反射鏡由增益組件入光面鍍膜代替，所述輸出鏡為凹面鏡。

一種如本實用新型所述的被動調Q激光器的激光產生方法，包括步驟：泵浦系統發出泵浦光到激光頭，由激光頭產生紅外脈沖激光，再經過非線性晶體產生單一波長的激光；在泵浦系統發出泵浦光后，所述驅動源控制非線性晶體的溫度穩定在其匹配的范圍。

非線性晶體一般采用兩種方式進行匹配。一種是溫度匹配，一般折射率隨溫度有明顯變化的非線性晶體適合于溫度匹配，溫度匹配對溫度的控制的要求非常嚴格，一般精度要小于+/-0.1攝氏度，并且很多晶體的匹配溫度較高，超過150攝氏度，需要精度較高的溫控爐，增加了成本。相比之下另一種非線性晶體匹配方式，即角度匹配較為方便，這種匹配方式是先設置好非線性晶體的使用溫度，然后根據這個溫度進行匹配角計算，最后按照這個匹配角對晶體進行切割，切割出來的晶體只有在之前設置的那個溫度下使用，效率才能最高，這種方式匹配的晶體在工作時使用比較方便，對溫度的控制精度要求也沒有那么高，因此系統較為簡單。

但是現有技術中常規的角度匹配方式，一般晶體的相位匹配角都采用匹配室溫(本申請所稱室溫是指室內溫度，根據地域環境不同存在差異一般是指25℃)的切割方式，這種方式會有不足之處：