專利名稱：一種雙棱鏡多程傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為光束控制技術(shù)，涉及一種新型的雙棱鏡多程傳輸裝置。

背景技術(shù)：
隨著激光技術(shù)和光學(xué)加工手段的提高，板條狀的激光晶體和非線性晶體以其自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，受到人們的關(guān)注。美國Q-Peak公司推出了側(cè)邊泵浦多程傳輸?shù)陌鍡l激光模塊及放大模塊以其高效的冷卻、多程的傳輸結(jié)構(gòu)、極大的提高了增益區(qū)利用率，成為高峰值功率、高重復(fù)頻率、高光束質(zhì)量固體板條激光器的優(yōu)秀代表。其核心技術(shù)之一就是采用帶傾角的多程反射鏡系統(tǒng)。但是這種結(jié)構(gòu)對機械安裝精度要求很高，傾角控制比較嚴格，且不能在板條狀非線性晶體中使用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種雙棱鏡多程傳輸裝置，該裝置克服了現(xiàn)有的多程反射鏡系統(tǒng)的上述弊端，并且適應(yīng)性強。
本發(fā)明提供的雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于它包括第一、第二棱鏡和板條狀晶體；第一、第二棱鏡為等腰直角棱鏡、保羅棱鏡、或者頂角為90°的角錐棱鏡，第一、第二棱鏡的斜面鍍有增透膜；兩者相對離軸放置；板條狀晶體為板條狀激光晶體或板條狀非線性晶體，平行放置在第一、第二棱鏡之間，板條狀晶體與第一、第二棱鏡平行的面鍍有增透膜；第一、第二棱鏡及板條狀晶體所鍍的增透膜的膜系均相同。
本發(fā)明提出的雙棱鏡多程傳輸結(jié)構(gòu)不僅適用于側(cè)邊泵浦的板條狀激光模塊、激光放大模塊而且同樣適用于板條狀非線性晶體，具有更為廣泛的應(yīng)用空間。具體而言，本發(fā)明優(yōu)點在于 (1)利用棱鏡對光束的變換特性，在兩個相對放置并具有一定偏移量的棱鏡之間實現(xiàn)了多程平行光線的傳輸。
(2)利用棱鏡具有抗失調(diào)高穩(wěn)定性的特點，使得這種相對放置并具有一定偏移量的棱鏡對具有很強的抗失調(diào)能力，保證光線多程平行傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
(3)該裝置結(jié)構(gòu)簡單、便于維護，不僅適用于板條狀激光介質(zhì)的多程放大而且對于板條狀非線性晶體也可有效地增加增益長度，提高轉(zhuǎn)換效率。
(4)該裝置提高了板條狀激光晶體(或板條狀非線性晶體)的利用率，提高了系統(tǒng)的整體效率，并具有較強的抗失調(diào)能力。



圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為離軸棱鏡對的位置關(guān)系示意圖； 圖3為本發(fā)明裝置的第一種實施方案結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明裝置的第二種實施方案結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5(a)、(b)為本發(fā)明裝置的第三種實施方案的二種光線傳輸示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明主要基于直角棱鏡對入射光線產(chǎn)生180度反射的變換特性，利用兩個對稱放置的離軸直角棱鏡，通過改變兩個直角棱鏡離軸的偏移量，來控制光線在兩直角棱鏡之間傳輸?shù)拇螖?shù)，實現(xiàn)多程平行光線的傳輸。由于直角棱鏡具有抗失調(diào)的優(yōu)良特性，因此該裝置的機械結(jié)構(gòu)更加的簡單。下面結(jié)合附圖和實例對發(fā)明作進一步詳細的說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供的新型的雙棱鏡多程傳輸裝置包括第一棱鏡1、第二棱鏡2和板條狀晶體3。
第一、第二棱鏡1、2均可以是等腰直角棱鏡、或Porro prism(保羅棱鏡)，或頂角為90°的角錐棱鏡。第一棱鏡1和第二棱鏡2相對離軸放置。第一、第二棱鏡1、2的材料可以是采用石英材料也可以采用其他光學(xué)材料，其斜面鍍有增透膜，對在內(nèi)傳輸光線高增透，以減少該面對光線的損耗。
第一、第二棱鏡1、2相對且離軸放置，其位置關(guān)系如圖2所示，第一棱鏡1的斜面A1B1C1D1和第2棱鏡的斜面A2B2C2D2相對且平行放置，兩個棱鏡的頂點具有沿y方向d距離的偏移。
第一、第二棱鏡1、2可以為相同或不同類型的棱鏡，二者的幾何尺寸也可以相同或不同，但二者所鍍的增透膜的膜系應(yīng)相同。
板條狀晶體3是板條狀激光晶體或板條狀非線性晶體，與直角棱鏡1和2平行的面鍍有增透膜，對在內(nèi)部傳輸?shù)墓饩€高增透，平行放置在第一、第二棱鏡1、2之間。
該裝置的工作原理是，第一、第二棱鏡1、2相對放置并且兩個棱鏡的頂點具有偏移量d，由于偏移量d的存在，使得垂直棱鏡2斜面入射的平行光線，經(jīng)棱鏡2本身對光線的180度內(nèi)部反射實現(xiàn)平移，出射后穿越板條狀激光晶體(或板條狀非線性晶體)3，進入到直角棱鏡1中傳輸，進入到直角棱鏡1中的光線，被平移后反射輸出，再次穿越板條狀激光晶體(或板條狀非線性晶體)3，回到直角棱鏡2中，由于偏移量d的存在，光線并非沿著原光路返回，而是被平移到了空間另一位置繼續(xù)水平傳輸。如此不斷循環(huán)，最終從棱鏡對的一端輸出。該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)兩個棱鏡對之間多程傳輸?shù)墓饩€相互平行，且多次穿越板條狀激光晶體(或板條狀非線性晶體)。
當?shù)谝?、第二棱鏡1、2的斜邊長度相等(均為L)時，0<d<L，本發(fā)明裝置具有較好的光束可控性。光線在棱鏡對多程傳輸裝置中傳輸?shù)奶匦裕艿街苯抢忡R(或角錐棱鏡)1和2斜邊L與離軸偏移量d的影響，具體實施方案如圖3～5所示。
如圖3所示，直角棱鏡(或角錐棱鏡)1和2的斜邊L與離軸偏移量d滿足的關(guān)系，此時光線從棱鏡對的某一方入射(如下方入射)，經(jīng)過多次傳輸后，將從棱鏡對的另一方出射(上方)。
如圖4所示，直角棱鏡(或角錐棱鏡)1和2的斜邊L與離軸偏移量d滿足的關(guān)系，此時從光線棱鏡對的某一方(如下方)入射后，經(jīng)過多次傳輸后，將從棱鏡對的同側(cè)(下方)出射。
如圖5所示，直角棱鏡(或角錐棱鏡)1和2的斜邊L與離軸偏移量d滿足的關(guān)系，此時從光線棱鏡對的某一方(如下方)入射后，經(jīng)過多次傳輸后，如圖5(a)所示，某些區(qū)域的光線將從棱鏡的另一側(cè)出射、某些區(qū)域的光線將從棱鏡對的同側(cè)(下方)出射，如圖5(b)所示。
本發(fā)明不僅局限于上述具體實施方式
，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采用其它多種具體實施方式
實施本發(fā)明，因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計結(jié)構(gòu)和思路，做一些簡單的變化或更改的設(shè)計，都落入本發(fā)明保護的范圍。
權(quán)利要求
1、一種雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于它包括一、第二棱鏡(1、2)和板條狀晶體(3)；
第一、第二棱鏡(1、2)為等腰直角棱鏡、保羅棱鏡、或者頂角為90°的角錐棱鏡，第一、第二棱鏡(1、2)的斜面鍍有增透膜；兩者相對離軸放置；
板條狀晶體(3)為板條狀激光晶體或板條狀非線性晶體，平行放置在第一、第二棱鏡(1、2)之間，板條狀晶體(3)與第一、第二棱鏡(1、2)平行的面鍍有增透膜；
第一、第二棱鏡(1、2)及板條狀晶體(3)所鍍的增透膜的膜系均相同。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于第一、第二棱鏡(1、2)的斜邊長度相等，設(shè)為L，第一、第二棱鏡(1、2)的頂點之間的偏移量記為d，d與L之間的關(guān)系滿足下式要求
0<d<L。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于第一、第二棱鏡(1、2)的頂點之間的偏移量d與L之間的關(guān)系滿足下式要求
其中，n＝1，2，3...。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于第一、第二棱鏡(1、2)的頂點之間的偏移量d與L之間的關(guān)系滿足下式要求
其中，n＝0，1，2，3...。
5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙棱鏡多程傳輸裝置，其特征在于第一、第二棱鏡(1、2)的頂點之間的偏移量d與L之間的關(guān)系滿足下式要求
其中，n＝1，2，3...。
全文摘要
本發(fā)明公開了雙棱鏡多程傳輸裝置，它包括板條狀晶體和二個棱鏡；二個棱鏡為等腰直角棱鏡、保羅棱鏡、或者頂角為90°的角錐棱鏡。二個棱鏡斜面鍍有增透膜，兩者相對離軸放置；板條狀晶體為板條狀激光晶體或板條狀非線性晶體，平行放置在二個棱鏡之間，板條狀晶體與二個棱鏡平行的面鍍有增透膜；二個棱鏡及板條狀晶體所鍍的增透膜的膜系均相同。本發(fā)明可以實現(xiàn)多程平行光線的傳輸，可以保證光線多程平行傳輸?shù)姆€(wěn)定性；并且該裝置結(jié)構(gòu)簡單、便于維護，不僅適用于板條狀激光介質(zhì)的多程放大而且對于板條狀非線性晶體也可有效地增加增益長度，提高轉(zhuǎn)換效率。提高了系統(tǒng)的整體效率，并具有較強的抗失調(diào)能力。
文檔編號G02F1/35GK101393375SQ200810197280
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者曉 朱, 朱廣志, 朱長虹, 齊麗君 申請人:華中科技大學(xué)