[發明專利]一種雙面透明材料附著波導玻璃板條激光器

在審

• 申請號: 202010086652.7
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111370980A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 李順光;何冬兵;溫磊;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/042;H01S3/06;H01S3/07;H01S3/091;H01S3/17
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種雙面透明材料附著波導玻璃板條激光器，包括泵浦光源、冷卻液、聚光腔、雙面透明材料附著波導玻璃板條、激光腔鏡，所述泵浦光源置于冷卻液中，雙面透明材料附著波導玻璃板條的兩大面與冷卻液接觸，聚光腔將泵浦光源發出的光匯聚在雙面透明材料附著結構的新型波導玻璃板條上，激光波長的光通過雙面透明材料附著結構的新型波導玻璃板條，在激光腔鏡間振蕩后產生激光，由于雙面附著的透明材料薄板的折射率小于玻璃板條折射率，保證了激光束在玻璃板條中波導傳播，與玻璃板條放置位置無關，簡化了波導板條激光器設計，消除了傳統波導板條激光器盲區的影響。

技術領域

本發明涉及激光加工、激光沖擊強化、激光材料表面處理、激光測距以及光電對抗領域。尤其涉及一種雙面透明材料附著結構的新型波導玻璃板條激光器。

背景技術

隨著激光技術的發展，高功率固體激光器具有高效、體積小、使用壽命長好維護方便等優點，得到越來越廣泛應用。1969年美國通用電器公司提出板條激光器的概念，采用面泵浦的板條幾何形狀，通過合理設計，得到高光束質量和高平均功率的激光輸出。在板條激光器中，增益介質通常采用激光透明材料板條和玻璃板條。激光透明材料板條導熱系數高和強度大，在超高重頻和低能量板條激光器中具有優勢，而激光透明材料板條由于大尺寸制備難度高，儲能低，限制了其向更高能量激光器中的應用。

而玻璃板條由于高儲能特性以及大尺寸制備工藝成熟，使其在大能量激光輸出中具有優勢。玻璃板條激光器分為波導玻璃板條激光器和波導玻璃板條激光器，波導玻璃板條激光器中激光在玻璃板條內按全反射路線傳播，能夠消除熱效應的影響，提高激光光束質量。激光玻璃的導熱系數小，導致實際使用需要通過降低玻璃厚度來增加工作頻率，玻璃機械強度差，導致其在運行中容易變形，降低激光光束質量；另外，由于玻璃的化學穩定性差，長期重頻運行中，冷卻水與玻璃板條表面容易發生化學反應，使得玻璃板條表面微裂紋加深，導致激光光束質量下降，破壞閾值降低，限制了玻璃板條激光器的使用壽命。在波導玻璃板條激光器設計時，放置玻璃板條的位置必須在激光束傳播的盲區上，否則會破壞光束在玻璃板條中全反射傳播，增加了激光器設計難度。上述這些因素嚴重限制了波導玻璃板條激光器在高重頻高能量激光領域的應用。

發明內容

本發明的目的就是克服上述傳統波導玻璃板條的缺點，提出了一種雙面透明材料附著波導玻璃板條激光器。

本發明的技術實現方案如下：

一種雙面透明材料附著波導玻璃板條激光器，包括泵浦光源、冷卻液、聚光腔、雙面透明材料附著波導玻璃板條、激光腔鏡，所述泵浦光源置于冷卻液中，雙面透明材料附著波導玻璃板條的兩大面與冷卻液接觸，聚光腔將泵浦光源發出的光匯聚在雙面透明材料附著波導玻璃板條上，激光波長的光通過雙面透明材料附著波導玻璃板條，在激光腔鏡間振蕩后產生激光，所述雙面透明材料附著波導玻璃板條由第一透明材料薄板，第二透明材料薄板，和玻璃板條構成，第一透明材料薄板與第二透明材料薄板分別附著于玻璃板條相對的兩個面上；所述的透明材料薄板的折射率小于玻璃板條的折射率，保證激光束在玻璃板條里全反射傳播。

在另一優選例中，所述第一透明材料薄板、第二透明材料薄板與玻璃板條之間無空氣間隙。

在另一優選例中，所述第一透明材料薄板、第二透明材料薄板所用的材料包括但不限于YAG、藍寶石和白寶石、石英玻璃或薄膜中的一種。

在另一優選例中，所述玻璃板條為磷酸鹽、硅酸鹽、鍺酸鹽、鋁酸鹽、氟化物、氟磷或磷氟玻璃中的一種。

在另一優選例中，所述玻璃板條為稀土離子或過度金屬離子摻雜的玻璃。

在另一優選例中，所述稀土離子包括但不限于釹、鐿、鉺、鐠、銩或鈥離子中的一種或多種。

在另一優選例中，所述過渡金屬離子包括但不限于鎳、鈷和鈦離子中的一種或多種。

在另一優選例中，所述第一透明材料薄板、第二透明材料薄板的熱導系數不小于玻璃板條的熱導系數。