[其他]自聚焦式激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88212815
• 申請日: 1988-03-22
• 公開（公告）號: CN88212815U
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發(fā)明（設計）人: 詹光永;孫維勇;羅正文;張壽康;張希沛
• 申請（專利權）人: 成都電訊工程學院
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 成都電訊工程學院專利代理室
• 代理人: 馬新民

本實用新型涉及一種激光器，它特別實用于需對激光束聚焦的光路。眾所周知，在激光應用中，在許多場合必須將激光束聚焦使用。如激光用于光纖傳輸中，必須將激光束聚焦，才能高效率地耦合進光纖。而在激光加工、激光醫(yī)療等領域，也必須將激光束聚焦。目前廣泛采用的激光束聚焦光路，大都是“激光器——透鏡”聚焦光路，如日本持田制藥株式會社1985年在北京展出的MED／LASER－S444－S“CO₂外科激光系統(tǒng)”、江蘇揚中無線電廠激光中心的“CO₂激光美容手術治療儀”、航天部8358所的“JGL－4激光針炙儀”，其激光束聚焦光路都是采用的“激光器－透鏡”聚焦光路。但這種聚焦光路有如下缺點：1、通過透鏡聚焦，不可避免地要帶來光的能量損耗，尤其在工作波長為紅外波段的激光器，這個問題就更為明顯。如CO₂激光器輸出的10.6μm波長激光束，通過透鏡聚焦后，光能損耗可達20％以上。2、使用聚焦透鏡，無疑增加了整個光路系統(tǒng)的成本及附加裝置及體積。而尤其以紅外透鏡的價格更為昂貴。

本實用新型的目的在于提供一種具有自聚焦功能的激光器，它既避免了激光束在聚焦過程中光能量的損耗，又減少了激光束聚焦光路系統(tǒng)的成本、體積及附加裝置。

本實用新型的實質是將激光器與聚焦透鏡一體化，即用一部份透射凸透鏡取代激光器中的輸出鏡與聚焦光路中的聚焦透鏡。部份透射凸透鏡朝向工作物質的一面鍍部份透射膜，與全反鏡構成激光器的諧振腔。部份透射凸透鏡向外的一面鍍增透膜，與鏡體一道起聚焦作用。

部份透射凸透鏡朝向工作物質的一面可以是平面、凹面或凸面，它們分別與全反射鏡一起構成各種類型的諧振腔，而凹面、凸面的曲率半徑和透射率的數(shù)值，以及整個部份透射凸透鏡的焦距可以根據(jù)激光器不同的設計要求來確定。而部份透射凸透鏡向外的一面則必須是凸面或平面（朝向工作物質一面為凸面時，向外為平面）。

可以看出，本實用新型象穩(wěn)定腔一樣是采用部份透射式耦合輸出，但由于輸出鏡是部份透射凸透鏡（即向外一面是一凸面），所以輸出的激光束是自聚焦的。但本實用新型又有別于非穩(wěn)腔。因為非穩(wěn)腔用的是凸反射鏡，而不是部份透射凸透鏡，所以激光輸出方式是“衍射耦合”方式，輸出的激光束是平面波或球面波。而本實用新型由于采用的凸鏡是部份透射凸透鏡，激光輸出的方式是部份透射式耦合輸出，所以輸出的激光束????是自聚焦的。

本實用新型由于將激光器的輸出鏡與聚焦透鏡一體化，避免了一般“激光器——聚焦透鏡”光路中的光損耗，相當于將相同幾何尺寸同類激光器焦點上的有效功率提高20％以上（如CO₂激光器），且省掉一個聚焦透鏡及其付加裝置（用于固定、調(diào)節(jié)、冷卻之用），因而有利于光路的穩(wěn)定，有利于激光器和整機的小型化，有利于降低成本。

下面結合附圖一、附圖二所表示的實施例對本實用新型作進一步的描述。

附圖一為一種自聚焦式CO₂激光器結構示意圖。附圖二為自聚焦激光器在不同腔結構情況時，部份透射凸透鏡幾種形狀示意圖。

附圖一中，（1）為激光器外殼；（2）為冷卻水管；（3）為放電管；（4）為全反射鏡；（5）為部份透射凸透鏡；（5′）為凸輸出鏡的部份透射膜；（5″）為凸輸出鏡增透膜；（6）、（7）為正負電極，（8）、（9）為進出水管；（10）為回氣管；（11）為激光器內(nèi)工作物質。

附圖一是使用“平——凸”形部份透射凸透鏡與凹全反射鏡構成“平——凹腔”。部份透射凸透鏡朝向工作物質一面是平面、鍍部份透射膜（5′），向外的一面是凸面、鍍增透膜（5″），凸透鏡的整體透射率為10－12％。激光器的裝配是在平行光管監(jiān)視下進行的。裝配好的管子按，常規(guī)工藝抽真空，充入CO₂、CO、He、Xe混合氣體，老練換氣，到功率達到額定值時封離，即制成自聚焦式CO₂激光器。

附圖二中，列出了（a）、（b）、（c）三種形狀。其中（a）“平——凸”形部份透射凸透鏡，用于“平——平腔”、“平——凹腔”自聚焦激光器；（b）為“凹——凸”形部份透射凸透鏡，用于“球面腔”自聚焦激光器；（c）為“凸——平”形部份透射凸透鏡，用于“非穩(wěn)腔”自聚焦激光器。附圖二中，（5）為部份透射凸透鏡實體；（5′）為部份透射凸透鏡的部份透射膜；（5″）為部份透射凸透鏡的增透膜，“←”表示朝向工作物質方向，“”表示激光束輸出方向。