專利名稱：一種激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光器領域，特別涉及可將多路激光合為一束的激光器。
技術背景現(xiàn)有技術中為了達到將多路激光合束，需要將多路LD泵浦源輸出的泵浦光依次經(jīng)過激光晶體、倍頻晶體、輸出鏡輸出轉(zhuǎn)化為激光后，再通過合光元件進行合束。然而，這種激光器使用元器件較多，裝配比較麻煩，而且激光器的體積也很大，使用起來非常不便。因此，如何實用新型一種結(jié)構(gòu)簡單、體積輕便的多波長激光器便成為本領域技術人員亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有合光激光器結(jié)構(gòu)復雜體積碩大的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單體積輕便的激光器。為達上述目的，本實用新型提出一種激光器，用于將多路激光合為一路，包括多個LD泵浦源，用于發(fā)射多路泵浦光；激光晶體，與所述多個LD泵浦源相鄰設置，將多路泵浦光轉(zhuǎn)化為多路基頻光；倍頻晶體，與所述激光晶體相鄰設置，將所述多路基頻光轉(zhuǎn)化為多路倍頻光；合光棱鏡，與所述倍頻晶體相鄰設置，將所述多路倍頻光合成為一路激光；所述合光棱鏡由多個斜方棱鏡的斜面和一個直角棱鏡的斜面膠合而成，多個斜方棱鏡中的斜面將從其對應的入光面入射到其上的激光反射到下一斜面，直角棱鏡將從多個斜方棱鏡的斜面上入射到其斜面上的多路激光與通過直角棱鏡對應的入光面入射的光束合為一路光束從出光面輸出。對所述多個LD泵浦源采用統(tǒng)一控制或單獨控制的方式。根據(jù)多個LD泵浦源的數(shù)量，將一個激光晶體、一個倍頻晶體分為與多個LD泵浦源數(shù)量相等的段數(shù)，每個LD泵浦源對應一段激光晶體和一段倍頻晶體，所述倍頻晶體采用準相位匹配方式。所述LD泵浦源的數(shù)量與所述激光晶體和倍頻晶體的數(shù)量相等，將多個激光晶體膠合為一體，多個倍頻晶體膠合為一體，每個LD泵浦源對應一個激光晶體和一個倍頻晶體，所述倍頻晶體采用臨界相位匹配方式或準相位匹配方式。所述合光棱鏡中的斜方棱鏡和直角棱鏡的總數(shù)量與多個LD泵浦源的數(shù)量相等；所述多個LD泵浦源的間距與其對應的合光棱鏡中的斜方棱鏡或直角棱鏡的入光面的寬度相等。所述合光棱鏡中多個斜方棱鏡和一個直角棱鏡的入光面位于同一平面，且所述合光棱鏡的斜面與入光面成45度角。所述激光晶體的入光面和出光面均鍍有高反膜，所述入光面的高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長；所述出光面的高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長。所述倍頻晶體的入光面和出光面上均鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段均為待輸出的各路激光波長對應的基頻光和倍頻光的波長。所述合光棱鏡的入光面鍍有高反膜和高透膜，所述高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長，所述高透膜的透光波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長。所述合光棱鏡中的直角斜面上鍍有高反膜和高透膜，所述高反膜的反射波段為從所述合光棱鏡的其余斜面上入射到其上的激光的波長，所述高透膜的透光波段為通過直角棱鏡對應的入光面入射到其上的激光的波長；所述合光棱鏡的其余斜面上均鍍有高反膜，所述高反膜的反射波段為從所述合光棱鏡的入光面入射到其上的激光的波長；·所述合光棱鏡除直角斜面之外的處于中間位置的斜面上還鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段為反射到其上的激光的波長。所述激光晶體的入光面上還鍍有泵浦光高透膜；所述合光棱鏡的出光面還鍍有從該面射出的激光的增透膜。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果在于利用在激光晶體、倍頻晶體和合光棱鏡上設置相應的高透膜或高反膜，將多個LD泵浦源產(chǎn)生的多路具有相同或者不同波長的激光合為一束，結(jié)構(gòu)簡單、體積輕便、成本低廉，使用極為便利。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型具不同波長激光的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明100-LD泵浦源；101_激光晶體；102_倍頻晶體；103_合光棱鏡；1、
7、13-激光晶體入光面；2、8、14_激光晶體出光面；3、9、15_倍頻晶體入光面；4、10、16_倍頻晶體出光面；5、11、17-合光棱鏡入光面；6、12-斜方棱鏡斜面；18-直角棱鏡斜面；19_合光棱鏡出光面。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作進一步的說明。圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實用新型包括用于發(fā)射多路泵浦光的多個LD泵浦源100，用于將多路泵浦光轉(zhuǎn)換為多路基頻光的激光晶體101，用于將多路基頻光轉(zhuǎn)換為多路倍頻光的倍頻晶體102，用于將多路倍頻光輸出為多路激光，并合為一路激光的合光棱鏡103。合光棱鏡103由多個斜方棱鏡的斜面和一個直角棱鏡的斜面膠合而成，多個斜方棱鏡中的斜面將從其對應的入光面入射到其上的激光反射到下一斜面，直角棱鏡將從多個斜方棱鏡的斜面上入射到其斜面上的激光與通過直角棱鏡的入光面入射的光束合為一路光束從出光面輸出。其中，合光棱鏡103中多個斜方棱鏡和一個直角棱鏡的入光面位于同一平面，且合光棱鏡103的斜面與入光面成45度角。[0030]當輸出的多路激光的波長全部相同時，激光晶體101和倍頻晶體102為一塊完整晶體。當輸出的多路激光的波長不完全相同時，根據(jù)LD泵浦源的數(shù)量，可以將一個激光晶體101、一個倍頻晶體102分別分為與LD泵浦源數(shù)量相等的段數(shù)，每個LD泵浦源對應一段激光晶體和一段倍頻晶體，在將激光晶體101和倍頻晶體102分段的情況下，倍頻晶體102采用的是準相位匹配方式；也可以采用與LD泵浦源數(shù)量相等的多個激光晶體和多個倍頻晶體，將多個激光晶體膠合為一體形成激光晶體101，多個倍頻晶體膠合為一體形成倍頻晶體102，每個LD泵浦源對應一個激光晶體和一個倍頻晶體，在將多個激光晶體和倍頻晶體分別膠合的情況下，倍頻晶體可以采用臨界相位匹配方式，也可以采用準相位匹配方式。合光棱鏡103由多個斜方棱鏡和一個直角棱鏡膠合而成,斜方棱鏡和直角棱鏡的總數(shù)量與LD泵浦源的數(shù)量相等。本實用新型實施例中多個LD泵浦源100之間的間距可以完全相等，也可以不完全 相等，只要其與對應的合光棱鏡103中的斜方棱鏡或直角棱鏡的入光面的寬度對等即可。其中，激光晶體101的入光面鍍有高反膜，該高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長；激光晶體101的出光面鍍有高反膜，該高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長。倍頻晶體102的入光面和出光面上均鍍有高透膜，該高透膜的透光波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光和倍頻光的波長。合光棱鏡103的入光面鍍有高反膜和高透膜，該高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長，激光晶體101入光面和合光棱鏡103入光面之間構(gòu)成激光的諧振腔，在合光棱鏡103的入光面上鍍該高反膜，將待輸出的激光對應的基頻光反射回諧振腔，不僅起到重新利用基頻光的作用，而且也提高了所要輸出的激光的純度，該高透膜的透光波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長，該高透膜可大大提高通過諧振腔產(chǎn)生的各路激光的功率。合光棱鏡103中的直角斜面上鍍有高反膜和高透膜，該高反膜的反射波段為從合光棱鏡103的其余斜面上入射到其上的激光的波長；該高透膜的透光波段為通過直角棱鏡對應的入光面入射到其上的激光的波長。合光棱鏡103的其余斜面上均鍍有高反膜，該高反膜的反射波段為從合光棱鏡103的入光面入射到其上的激光的波長。合光棱鏡103除直角斜面之外的處于中間位置的斜面上鍍有高透膜，該高透膜的透光波段為從其余斜方棱鏡的斜面上反射到其上的激光的波長；為了使泵浦光更好的吸收，可以在激光晶體101的入光面鍍泵浦光高透膜。進一步地，還可在合光棱鏡103的出光面上鍍待輸出的各路激光的增透膜，以增加合成激光的強度。當輸出的多路激光的波長全部相同時，在激光晶體101、倍頻晶體102和合光棱鏡103的各個端面上可以整體鍍相同波長的高反膜或者高透膜。當輸出的多路激光的波長不完全相同時，根據(jù)每個LD泵浦源對應輸出的激光波長對相應的激光晶體、倍頻晶體和合光棱鏡的部分端面分別進行鍍膜，也就是說，激光晶體101、倍頻晶體102和合光棱鏡103的入光面和出光面上鍍有波長不同的光的高反膜或者高透膜。例如，當其中一路LD泵浦源發(fā)出的808nm泵浦光最終要產(chǎn)生的激光波長為671nm的紅光時，則在該LD泵浦源對準的激光晶體101入光面部分度紅光對應的基頻光1342nm的高反膜和808nm高透膜，在該LD泵浦源對準的激光晶體101出光面部分鍍紅光對應的倍頻光671nm的高反膜；在該LD泵浦源對準的倍頻晶體102的部分入光面和出光面均鍍紅光對應的基頻光1342nm和倍頻光671nm的高透膜；在該LD泵浦源對準的合光棱鏡103的入光面部分鍍紅光對應的基頻光1342nm的高反膜和倍頻光671nm的高透膜，在該LD泵浦源對準的合光棱鏡103的斜面上鍍紅光671nm對應的高反膜。如果該路LD泵浦源對準的合光棱鏡103的斜面為其直角棱鏡的斜面，則在該斜面上鍍紅光671nm對應的高透膜。多個LD泵浦源100可以統(tǒng)一控制，也可以單獨控制，在最終輸出的多路激光的波長完全相同時，對多個LD泵浦源100單獨控制沒有太大的意義，因此可以將其統(tǒng)一控制；在最終輸出的多路激光的波長不完全相等時，對多個LD泵浦源100實行統(tǒng)一控制沒有太大的意義，因為這樣最終輸出的合束后的光的顏色是隨意的，達不到應用的需求，因此可以根據(jù)實際應用中每路激光功率大小的不同需求而進行單獨控制。具體的可以通過調(diào)節(jié)LD中芯片的電流大小對所需輸出的每路激光功率大小進行調(diào)節(jié)。繼續(xù)參閱圖2，為本實用新型具不同波長激光的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，三個產(chǎn)生808nm泵浦光的等間距的LD泵浦源100，每路LD泵浦源可單獨控制。相應地，激光晶體101和倍頻晶體102均等分為三部分與三路LD泵浦源100相對應，合光棱鏡103則由兩個斜方棱鏡和一個直角棱鏡組成。其中激光晶體101采用Nd :YV04，倍頻晶體102用PPLN。本實施例中所輸出的多路激光波長分別為671nm的紅光，457nm的藍光和532nm的綠光，由于三路激光的波長各不相同，通過對激光晶體101的三部分分別鍍膜，可使激光晶體101從上到下三部分產(chǎn)生各激光對應的波長分別為1342nm、914nm和1064nm的基頻光。其中，激光晶體101的入光面和出光面鍍膜情況如下激光晶體101的入光面分為1、7、13三部分，其中，I部分鍍紅光671nm對應的基頻光1342nm高反膜，7部分鍍藍光457nm對應的基頻光914nm高反膜，13部分鍍綠光532nm對應的基頻光1064nm高反膜。激光晶體101入光面的三部分分別鍍有1342nm高反膜、914nm高反膜和1064nm高反膜則是防止激光晶體101中產(chǎn)生的基頻光向LD泵浦源方向發(fā)射。為了促進泵浦光更好的被激光晶體101吸收，可以在激光晶體101入光面的三部分均鍍上808nm高透膜。激光晶體101的出光面分為2、8、14三部分，其中2部分鍍紅光671nm對應的倍頻光671nm高反膜，8部分鍍藍光457nm對應的倍頻光457nm高反膜，14部分鍍綠光532nm對應的倍頻光532nm高反膜，以阻止倍頻晶體102產(chǎn)生的倍頻光向倍頻晶體102的反方向即激光晶體101方向射出。相應的，倍頻晶體102的入光面分為3、9、15三部分，出光面分為4、10、16三部分，其鍍膜情況如下入光面3部分和出光面4部分均鍍紅光671nm對應的基頻光1342nm和倍頻光671nm高透膜；入光面9部分、出光面10部分均鍍藍光457nm對應的基頻光914nm和倍頻光457nm高透膜；入光面15部分、出光面16部分均鍍綠光532nm對應的基頻光1064nm和倍頻光532nm高透膜，倍頻晶體102入光面的三部分均鍍各路激光對應的基頻光的高透膜為了使激光晶體101產(chǎn)生的基頻光更多被倍頻晶體102吸收，進而使倍頻晶體102產(chǎn)生更多的倍頻光，提高光的利用率；倍頻晶體102入光面的三部分均鍍各路激光對應的倍頻光的高透膜是為了倍頻晶體102產(chǎn)生的倍頻光反向入射到激光晶體101方向時，可以高效的透過倍頻晶體102，到達激光晶體101出光面時，被激光晶體101出光面上鍍有的倍頻光高反膜反射回倍頻晶體102內(nèi)部，重新利用該倍頻光，提高光的利用率；倍頻晶體102出光面的三部分均鍍各路激光對應的倍頻光的高透膜是為了引導倍頻光更多的射向合光棱鏡103 ;倍頻晶體102出光面的三部分均鍍各路激光對應的基頻光的高透膜則是在未轉(zhuǎn)化為倍頻光的基頻光透過倍頻晶體102，到達合光棱鏡103時，被合光棱鏡103入光面上鍍有的該路激光對應的基頻光高反膜反射回倍頻晶體1 02，到達激光晶體101入光面時，被激光晶體101入光面鍍有的該路激光對應的基頻光高反膜反射，進而再次進入倍頻晶體102，重新轉(zhuǎn)化為倍頻光，進一步提高光的利用率。相應的，合光棱鏡103的入光面分為5、11、17三部分，斜面分為6、12、18三部分，其鍍膜情況如下入光面5部分鍍紅光671nm對應的基頻光1342nm高反膜和倍頻光671nm高透膜；入光面11部分鍍藍光457nm對應的基頻光914nm高反膜和倍頻光457nm高透膜；入光面17部分鍍綠光對應的基頻光1064nm高反膜和倍頻光532nm高透膜，合光棱鏡103入光面的三部分分別鍍各路激光對應的基頻光的高反膜一方面以將基頻光反射回去重新利用，提高光的利用率，另一方面則保證輸出的激光的純度；合光棱鏡103入光面的三部分分別鍍各路激光對應的倍頻光的高透膜使倍頻光更多的射入合光棱鏡103，以使得輸出激光功率更大，提高光的利用率。合光棱鏡103的斜面6鍍紅光67 Inm高反膜，紅光經(jīng)過斜面6反射后光路改變90度向下入射到下一斜面12 ;斜面12鍍紅光671nm高透膜和藍光457nm高反膜，使紅光穿透斜面12入射到斜面18，同時藍光經(jīng)斜面12反射后光路改變90度，向下入射到下一斜面18 ；斜面18鍍綠光532nm高透膜、671nm和457nm高反膜，這樣，綠光從直角棱鏡對應的入光面直接穿透斜面18從出光面19射出，而藍光和紅光經(jīng)斜面18的反射后也從出光面19射出。進一步地，出光面19還鍍有可見光增透膜，以減少光能損失。至此，三路不同波長的激光合成一束。本實用新型提供的激光器如果用作投影機光源時，則需要輸出至少三種不同波長的激光合為白光使用，即如本實用新型實施例中圖2所示的最終輸出紅光、藍光和綠光的三路LD泵浦源結(jié)構(gòu)，但是不必局限于圖2所示結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)各色激光的功率提供三路以上LD泵浦源結(jié)構(gòu)，或者輸出其它不同波長的三色光，只要最終合為白光即可；將本實用新型提供的激光器當用作表演機光源時，則可以根據(jù)需要任意產(chǎn)生完全相同波長的光或者產(chǎn)生不完全相同波長的激光。本實用新型提供的激光器由于只采用合光棱鏡即可在輸出激光的同時將多路具有相同或者不同波長的激光合為一束，相對于現(xiàn)有技術減少了元器件和零部件，縮小了器件體積，簡化了裝配工藝，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，使用極為便利。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權利要求1.一種激光器，用于將多路激光合為一路，其特征在于，包括 多個LD泵浦源，用于發(fā)射多路泵浦光； 激光晶體，與所述多個LD泵浦源相鄰設置，將多路泵浦光轉(zhuǎn)化為多路基頻光； 倍頻晶體，與所述激光晶體相鄰設置，將所述多路基頻光轉(zhuǎn)化為多路倍頻光； 合光棱鏡，與所述倍頻晶體相鄰設置，將所述多路倍頻光合成為一路激光；所述合光棱鏡由多個斜方棱鏡的斜面和一個直角棱鏡的斜面膠合而成，多個斜方棱鏡中的斜面將從其對應的入光面入射到其上的激光反射到下一斜面，直角棱鏡將從多個斜方棱鏡的斜面上入射到其斜面上的多路激光與通過直角棱鏡對應的入光面入射的光束合為一路光束從出光面輸出。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，對所述多個LD泵浦源采用統(tǒng)一控制或單獨控制的方式。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，根據(jù)多個LD泵浦源的數(shù)量，將一個激光晶體、一個倍頻晶體分為與多個LD泵浦源數(shù)量相等的段數(shù)，每個LD泵浦源對應一段激光晶體和一段倍頻晶體，所述倍頻晶體采用準相位匹配方式。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，所述LD泵浦源的數(shù)量與所述激光晶體和倍頻晶體的數(shù)量相等，將多個激光晶體膠合為一體，多個倍頻晶體膠合為一體，每個LD泵浦源對應一個激光晶體和一個倍頻晶體，所述倍頻晶體采用臨界相位匹配方式或準相位匹配方式。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，所述合光棱鏡中的斜方棱鏡和直角棱鏡的總數(shù)量與多個LD泵浦源的數(shù)量相等；所述多個LD泵浦源的間距與其對應的合光棱鏡中的斜方棱鏡或直角棱鏡的入光面的寬度相等。
6.根據(jù)權利要求I或5所述的一種激光器,其特征在于,所述合光棱鏡中多個斜方棱鏡和一個直角棱鏡的入光面位于同一平面，且所述合光棱鏡的斜面與入光面成45度角。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，所述激光晶體的入光面和出光面均鍍有高反膜，所述入光面的高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長；所述出光面的高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長。
8.根據(jù)權利要求I或7所述的一種激光器，其特征在于，所述倍頻晶體的入光面和出光面上均鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段均為待輸出的各路激光波長對應的基頻光和倍頻光的波長。
9.根據(jù)權利要求I所述的一種激光器，其特征在于，所述合光棱鏡的入光面鍍有高反膜和高透膜，所述高反膜的反射波段為待輸出的各路激光波長對應的基頻光的波長，所述高透膜的透光波段為待輸出的各路激光波長對應的倍頻光的波長。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種激光器，其特征在于，所述合光棱鏡中的直角斜面上鍍有高反膜和高透膜，所述高反膜的反射波段為從所述合光棱鏡的其余斜面上入射到其上的激光的波長，所述高透膜的透光波段為通過直角棱鏡對應的入光面入射到其上的激光的波長; 所述合光棱鏡的其余斜面上均鍍有高反膜，所述高反膜的反射波段為從所述合光棱鏡的入光面入射到其上的激光的波長； 所述合光棱鏡除直角斜面之外的處于中間位置的斜面上還鍍有高透膜，所述高透膜的透光波段為反射到其上的激光的波長。
11.根據(jù)權利要求I或10所述的一種激光器，其特征在于，所述激光晶體的入光面上還鍍有泵浦光高透膜；所述合光棱鏡的出光面還鍍有從該面射出的激光的增透膜。
專利摘要本實用新型公開一種激光器，包括多個LD泵浦源、激光晶體、倍頻晶體和合光棱鏡。多個LD泵浦源用于發(fā)射多路泵浦光；激光晶體用于將多路泵浦光轉(zhuǎn)化為多路基頻光；倍頻晶體用于將所述多路基頻光轉(zhuǎn)化為多路倍頻光；合光棱鏡用于將所述多路倍頻光合成為一路激光；所述合光棱鏡由多個斜方棱鏡的斜面和一個直角棱鏡的斜面膠合而成，多個斜方棱鏡中的斜面將從其對應的入光面入射到其上的激光反射到下一斜面，直角棱鏡將從多個斜方棱鏡的斜面上入射到其斜面上的多路激光與通過直角棱鏡對應的入光面入射的光束合為一路光束從出光面輸出。通過上述結(jié)構(gòu)，將多路激光合為一束，同時本實用新型體積小、組裝簡易、成本低廉。
文檔編號G02B27/10GK202772417SQ201220445058
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權日2012年9月3日
發(fā)明者喬占朵, 江容容, 亓巖, 畢勇 申請人:北京中視中科光電技術有限公司