一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构、UR90腔变形结构以及板条激光器制造龙8国际娱乐网址 

龙8国际娱乐网址 编号:21306602 阅读:3 留言:0更新日期:2019-06-12 10:09
本发明专利龙8国际娱乐网址 公开了一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构、UR90腔变形结构以及板条激光器,其包括:输出激光光束的板条激光晶体;第一扩束系统,在水平方向上对激光光斑进行第一次扩束;第一高反镜组,使经第一次扩束后的激光光束绕光轴方向转动90°;刮刀镜;第二扩束系统,在垂直方向上对激光光斑进行第二次扩束以使得经第二次扩束后的激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;以及第二高反镜组,改变经第二次扩束后的激光光束的光束方向以使得所述激光光束能够再次通过板条激光晶体;本发明专利龙8国际娱乐网址 解决了传统UR90腔在光束提升或下降的过程中是由于离轴导致像差大,为了减小像差只能通过拉长腔长,故不适用于小型激光器的问题。

A UR90 Cavity Structure, Deformed UR90 Cavity Structure and Slab Laser for Miniaturized Slab Laser

The invention discloses a UR90 cavity structure, a distortion structure of UR90 cavity and a slab laser for miniaturization slab laser, which includes: slab laser crystal for output laser beam; the first beam expanding system for first beam expanding in horizontal direction; the first high reflector group, which rotates the laser beam around the optical axis 90 degrees after the first beam expanding; The second beam expanding system expands the laser spot in the vertical direction for the second time so that the laser spot size after the second beam expanding corresponds to the laser spot size of the laser beam output from the slab laser crystal; and the second high mirror group changes the beam direction of the laser beam after the second beam expanding so that the laser beam can pass through the slab laser again. Crystal; The invention solves the problem that the aberration of traditional UR90 cavity is large due to off-axis in the process of beam lifting or falling. In order to reduce aberration, the cavity length can only be lengthened, so it is not suitable for small laser.

【龙8国际娱乐网址 实现步骤摘要】
一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构、UR90腔变形结构以及板条激光器
本专利龙8国际娱乐网址 属于激光
,具体涉及一种可用于小型化板条激光器的板条激光器的UR90腔结构以及板条激光器。
龙8国际娱乐网址 介绍
高功率固体激光以其高峰值功率、高光束质量、结构紧凑等特点在民用、军用和空间通信方面展示出重要的应用前景。板条状激光器由于其特殊的平板状结构,可以有效地降低激光器的热畸变效应,从而得到比棒状工作物质更好的光束质量和更高的平均输出功率。由于板条状激光器理论上仅受限于激光介质的应力极限,从而可以开发出一些因有严重热透镜效应如:一阶热聚焦、应力双折射和退偏效应,而不宜做成棒状的激光玻璃和晶体介质;并且传统的棒状固体激光器在热负荷条件下运转时,激光介质有严重的热畸变,从而使光束质量降低,并限制了激光器的输出水平和高重复频率运转,而板条激光器则具有能够大幅度减小热感生的光学畸变,改进激光性能所具有的能力。基于这些优点板条激光器得到各国科研工作者的重视。目前,国内外的激光研究工作者对于板条状固体激光器的工作物质种类、热效应、泵浦方式,谐振腔腔型等诸多方面进行了许多研究。早期的板条激光器利用闪光灯泵浦,因此大都采用面泵浦的结构;闪光灯泵浦基本能实现均匀泵浦,因此工作物质内温度梯度是一维分布的,只存在垂直于用于水冷的介质大面的方向(y方向)上,这种一维的热场分布,不易产生热致双折射,从而防止热退偏,但会在竖直方向上产生热透镜效应;为了消除热透镜的影响,通常需要将两个供振荡激光通过的端面切割成绕x方向倾斜的布儒斯特角,并将截至的两个大面也抛光使得振荡激光在板条介质内部的两个大面的全内反射而呈“Z”字形传播,所以也称作zigzag激光器(zigzaglaser);使激光在y方向上不同区域的不均匀热影响相互抵消,从而达到减弱甚至消除热透镜效应的目的。又由于激光器的能量(功率)提取效率主要由光腔决定,且激光器的输出光束质量也与光腔有关,所以固体激光器的研究中,光学谐振腔受到广泛重视。板条激光器最大的问题是其两维热焦距不一样,导致两维发散角不同,会影响激光器的光束质量,打坏元件。为实现高功率,高光束质量和高稳定工作,UR90腔光线运行轨迹与近光轴的初始光点不在一个平面内,以螺旋展开方式渐离光轴,光束沿环形腔运行一周,其截面光斑将绕轴旋转90°,有效地改善了两维热焦距不均匀的问题,可以提高光束质量,实现大功率输出;但是UR90腔在光束提升或下降的过程中是离轴的,其像差大,为了减小像差,只能通过拉长腔长的方法,故并不适用于小型激光器。
龙8国际娱乐网址 实现思路
鉴于已有UR90腔不能应用到小型化板条激光器的缺陷,本专利龙8国际娱乐网址 的目的是要提供一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构,其利用单面曲率柱面镜在水平和竖直方向分别扩束,有效解决了像差问题且可缩短腔长,特别适用于小型激光器。为了实现上述目的,本专利龙8国际娱乐网址 的龙8国际娱乐网址 方案:一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构,其特征在于,包括:板条激光晶体,其用以输出激光光束;第一扩束系统,其用以在水平方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第一次扩束;第一高反镜组,其用以使经第一次扩束后的激光光束绕光轴方向转动90°;刮刀镜,其用以刮去经第一高反镜组后所述激光光束所对应的某一侧的激光光斑并输出剩余部分激光光束,剩余部分激光光束传输至第二扩束系统;第二扩束系统,其用以在垂直方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第二次扩束以使得经第二次扩束后的激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;以及第二高反镜组,其用以改变经第二次扩束后的激光光束的光束方向以使得所述激光光束能够再次通过板条激光晶体以完成激光光束的一个传播周期;其中,通过板条激光晶体所输出的初始的激光光束,经第一扩束系统水平方向上进行第一次扩束后,通过第一高反镜组使激光光束绕光轴方向转动90°后由刮刀镜刮去上面部分激光光束,剩余部分激光光束再通过第二扩束系统在垂直方向上进行第二次扩束后使得激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;最后通过第二高反镜组再次改变光束方向后通过板条激光晶体完成激光光束的一个传播周期。基于上述方案,进一步优选的,所述第一扩束系统由在垂直方向具有曲率的两个柱面镜构成;所述第二扩束系统由在水平方向具有曲率的两个柱面镜构成。基于上述方案,进一步优选的,使得所述第一扩束系统与所述第二扩束系统各自所对应的光轴方向正交。基于上述方案,进一步优选的,所述第一扩束系统与所述第二扩束系统所对应的扩大倍数均依据激光光斑尺寸在水平方向尺寸长与激光光斑在竖直方向尺寸高确定。本专利龙8国际娱乐网址 另一目的是要提供一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构的变形结构,上述其特征在于,包括:板条激光晶体,其用以输出激光光束;第一高反镜组,使激光光斑绕光轴方向转动90°;第一扩束系统,其用以在水平方向上对转动后的所述激光光束所对应的激光光斑进行第一次扩束;刮刀镜,其用以使得经第一扩束系统后的所述激光光束所对应的某一侧的激光光斑并输出剩余部分激光光束,剩余部分激光光束通过传输至第二高反镜组;第二高反镜组,其用以改变刮刀镜所输出的激光光束的光束方向;以及第二扩束系统,其用以在垂直方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第二次扩束以使得经第二次扩束后的激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸以使得所述激光光束能够再次通过板条激光晶体以完成激光光束的一个传播周期;其中,通过板条激光晶体所输出的初始的激光光束,经第一高反镜组激光光斑绕光轴方向转动90°,通过第一扩束系统在水平方向上进行第一次扩束后,通过由刮刀镜刮去一侧的激光光束,经第二高反镜组改变激光光束的光束方向后再通过第二扩束系统在垂直方向上进行第二次扩束后使得激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;最后通过板条激光晶体完成激光光束的一个传播周期。基于上述方案,进一步优选的,所述第一扩束系统由在垂直方向具有曲率的两个柱面镜构成;所述第二扩束系统由在水平方向具有曲率的两个柱面镜构成。基于上述方案,进一步优选的,使得所述第一扩束系统与所述第二扩束系统各自所对应的光轴方向正交。基于上述方案,进一步优选的,所述第一扩束系统与所述第二扩束系统所对应的扩大倍数均依据激光光斑尺寸在水平方向尺寸长与激光光斑在竖直方向尺寸高确定。本专利龙8国际娱乐网址 另一目的是要提供一种具有上述任意一种UR90腔结构的板条激光器。与现有龙8国际娱乐网址 相比,本专利龙8国际娱乐网址 的有益效果:本专利龙8国际娱乐网址 有效解决了现有龙8国际娱乐网址 中UR90腔在光束提升或下降的过程中是离轴的,其像差大,为了减小像差只能通过拉长腔长的方法,故并不适用于小型激光器的问题,其通过在水平和竖直方向分别扩束,实现了独立调节两维像差,而且单面曲率不受倾角影响,其腔长可缩短,使得UR90腔能够应用于小型激光器,特别是板条激光器。附图说明图1为本专利龙8国际娱乐网址 所涉及可用于小型化板条激光器的UR90腔结构示意图;图2为本专利龙8国际娱乐网址 所涉及可用于小型化板条激光器的UR90腔变形结构示意图;图3为本专利龙8国际娱乐网址 所涉及R90腔结构的激光光束经过每个光学元件的激光光斑形状示意图;图4a为本专利龙8国际娱乐网址 所涉及可用于小型化板条激光器的刮刀镜的不同实施方式侧视图;图4b为本专利龙8国际娱乐网址 所涉及可用于小型化板条激光器的刮刀镜的不同实施方式主

【龙8国际娱乐网址 保护点】
1.一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构,其特征在于,包括:板条激光晶体,其用以输出激光光束;第一扩束系统,其用以在水平方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第一次扩束;第一高反镜组,其用以使经第一次扩束后的激光光束绕光轴方向转动90°;刮刀镜,其用以刮去经第一高反镜组后所述激光光束所对应的某一侧的激光光斑并输出剩余部分激光光束,剩余部分激光光束传输至第二扩束系统;第二扩束系统,其用以在垂直方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第二次扩束以使得经第二次扩束后的激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;以及第二高反镜组,其用以改变经第二次扩束后的激光光束的光束方向以使得所述激光光束能够再次通过板条激光晶体以完成激光光束的一个传播周期;其中,通过板条激光晶体所输出的初始的激光光束,经第一扩束系统水平方向上进行第一次扩束后,通过第一高反镜组使激光光束绕光轴方向转动90°后由刮刀镜刮去部分激光光束,再通过第二扩束系统在垂直方向上进行第二次扩束后使得激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;最后通过第二高反镜组再次改变光束方向后通过板条激光晶体完成激光光束的一个传播周期。

【龙8国际娱乐网址 特征摘要】
1.一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构,其特征在于,包括:板条激光晶体,其用以输出激光光束;第一扩束系统,其用以在水平方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第一次扩束;第一高反镜组,其用以使经第一次扩束后的激光光束绕光轴方向转动90°;刮刀镜,其用以刮去经第一高反镜组后所述激光光束所对应的某一侧的激光光斑并输出剩余部分激光光束,剩余部分激光光束传输至第二扩束系统;第二扩束系统,其用以在垂直方向上对所述激光光束所对应的激光光斑进行第二次扩束以使得经第二次扩束后的激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;以及第二高反镜组,其用以改变经第二次扩束后的激光光束的光束方向以使得所述激光光束能够再次通过板条激光晶体以完成激光光束的一个传播周期;其中,通过板条激光晶体所输出的初始的激光光束,经第一扩束系统水平方向上进行第一次扩束后,通过第一高反镜组使激光光束绕光轴方向转动90°后由刮刀镜刮去部分激光光束,再通过第二扩束系统在垂直方向上进行第二次扩束后使得激光光斑尺寸为板条激光晶体所输出的激光光束所对应的激光光斑尺寸;最后通过第二高反镜组再次改变光束方向后通过板条激光晶体完成激光光束的一个传播周期。2.根据权利要求1所述的UR90腔结构,其特征在于:所述第一扩束系统由在垂直方向具有曲率的两个柱面镜构成;所述第二扩束系统由在水平方向具有曲率的两个柱面镜构成。3.根据权利要求2所述的UR90腔结构,其特征在于:使得所述第一扩束系统与所述第二扩束系统各自所对应的光轴方向正交。4.根据权利要求1所述的UR90腔结构,其特征在于:所述第一扩束系统与所述第二扩束系统所对应的扩大倍数均依据激光光斑尺寸在水平方向尺寸长与激光光斑在竖直方向尺寸高确定。5.一种可用于小型化板条激光器的UR90腔结构的变形结...

【专利龙8国际娱乐网址 属性】
龙8国际娱乐网址 研发人员:郭敬为李慧刘金波王鹏远陈莹
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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