一種電光調(diào)q的角錐諧振腔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型中公開了一種電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其技術(shù)方案要點(diǎn)是：包括有腔體以及設(shè)置于腔體內(nèi)的電光調(diào)Q器件組，所述電光調(diào)Q器件組包括有高反鏡(2)、輸出鏡(1)、端面泵浦結(jié)構(gòu)(3)、電光Q開關(guān)(7)、偏振透射器件(6)、角錐棱鏡(5)以及腔鏡(4)，所述高反鏡(2)與輸出鏡（1）共線布置，所述端面泵浦結(jié)構(gòu)(3)的光軸正對(duì)于輸出鏡（1）布置，所述端面泵浦結(jié)構(gòu)(3)發(fā)出入射光束依次經(jīng)過腔鏡（4）、電光Q開關(guān)（7）、偏振透射器件（6）后進(jìn)入角錐棱鏡（5），平行反射的光束經(jīng)過腔鏡（4）的反射后射在高反鏡（2）上，其既有角錐諧振腔的抗失調(diào)能力，又可以滿足電光Q開關(guān)的輸入要求，獲得了一個(gè)可在惡劣環(huán)境下使用的高質(zhì)量脈沖激光器。
【專利說明】
一種電光調(diào)Q的角錐諧振腔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種諧振腔，特別涉及一種電光調(diào)Q的諧振腔?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]諧振腔的作用是將激光物質(zhì)中頻率、方向一致的光做放大、抑制其他頻率和方向的光，沿軸線運(yùn)動(dòng)的光子在諧振腔內(nèi)繼續(xù)前行，經(jīng)過諧振腔內(nèi)兩反射鏡的反射，不斷往返運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振蕩，使得激光物質(zhì)中其他受激粒子與之相遇而產(chǎn)生輻射，沿軸線運(yùn)行的光子將不斷增殖，在腔內(nèi)形成傳播方向一致、頻率和相位相同的強(qiáng)光束，產(chǎn)生激光。由上述對(duì)于諧振腔的描述可知，諧振腔內(nèi)有幾個(gè)必要的元器件:激光物質(zhì)、激發(fā)其產(chǎn)生激光的栗浦以及軸線上相對(duì)設(shè)置的兩塊反射鏡，其中，把激光引出腔外，可把一面反射鏡做成部分透射的，透射部分成為可利用的激光，反射部分留在腔內(nèi)繼續(xù)增殖光子。而在使用環(huán)境較為惡劣的情況下，機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等不確定因素會(huì)使諧振腔內(nèi)的腔鏡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得諧振腔內(nèi)的輸出激光質(zhì)量下降、功率不穩(wěn)，嚴(yán)重時(shí)甚至諧振腔內(nèi)無法輸出激光。
[0003]針對(duì)上述問題，授權(quán)公告號(hào)為CN 2396541Y的中國專利(以下稱為現(xiàn)有文件1)中公開了一種用于氣體激光器的諧振腔，其技術(shù)要點(diǎn)是利用角錐棱鏡替代諧振腔內(nèi)的一塊反射鏡，利用角錐棱鏡的特殊反射特性:不受入射角度大小的影響，把入射光按照原方向平行反射回去，使得到的諧振腔滿足于惡劣環(huán)境使用的要求，即:無論角錐棱鏡如何偏轉(zhuǎn)，經(jīng)過角錐棱鏡的出射光線角度基本不變，這中腔型的諧振腔抗失調(diào)能力可以達(dá)到正負(fù)21度。
[0004]但是，角錐棱鏡在提高抗失調(diào)能力的同時(shí)，帶來的新問題是腔內(nèi)偏振態(tài)難以調(diào)整的問題，這個(gè)問題對(duì)于普通激光諧振腔關(guān)系不明顯，但是，對(duì)于電光調(diào)Q的諧振腔，這個(gè)問題尤為明顯，因?yàn)?，電光Q開關(guān)的輸入需要是嚴(yán)格的線偏光，現(xiàn)有文件1中，激光物質(zhì)發(fā)出的光束射入角錐棱鏡的位置是角錐棱鏡的頂點(diǎn)，光束達(dá)到這個(gè)位置后出射光線會(huì)形成六個(gè)光斑，這個(gè)輸出光束的偏振態(tài)無法作為電光Q開關(guān)的輸入?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電光調(diào)Q的角錐諧振腔，使其在滿足電光Q開關(guān)對(duì)于偏振態(tài)的要求的同時(shí)，將角錐棱鏡引入作為腔鏡使用，以在惡劣環(huán)境下輸出高光束質(zhì)量的大功率脈沖輸出。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的:一種電光調(diào)Q的角錐諧振腔，包括有腔體以及設(shè)置于腔體內(nèi)的電光調(diào)Q器件組，所述電光調(diào)Q器件組包括有高反鏡、 輸出鏡、端面栗浦結(jié)構(gòu)、電光Q開關(guān)、偏振透射器件、角錐棱鏡以及斜向設(shè)置的腔鏡，所述高反鏡與輸出鏡共面布置，所述端面栗浦結(jié)構(gòu)的光軸垂直于輸出鏡布置，所述端面栗浦結(jié)構(gòu)發(fā)出入射光束依次經(jīng)過腔鏡、電光Q開關(guān)、偏振透射器件后進(jìn)入角錐棱鏡，反射的光束經(jīng)過腔鏡的反射后射在高反鏡上。
[0007]通過采用上述技術(shù)方案，將角錐作為腔鏡使用后，利用偏振透射器件對(duì)腔體內(nèi)的入射光束和平行反射光束進(jìn)行偏振態(tài)的調(diào)整，使其滿足于電光Q開關(guān)的輸入要求;并且，通過斜向布置的腔鏡的折光作用，使得端面栗浦結(jié)構(gòu)可以適用于該諧振腔，使諧振腔本身適合于一些對(duì)于光束質(zhì)量要求極高的場(chǎng)合。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述腔鏡的斜向角度為45度設(shè)置。
[0009]通過采用上述技術(shù)方案，腔鏡在大于0度小于90度之間的夾角均可以滿足折光需求，但是，當(dāng)其斜向角度布置為45度時(shí)，可以簡(jiǎn)化諧振腔內(nèi)的元器件的調(diào)整過程。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述高反鏡與輸出鏡呈一體的陰陽鏡設(shè)置，且高反鏡與輸出鏡的位置可以互換。
[0011]通過采用上述技術(shù)方案，采用陰陽鏡將高反鏡與輸出鏡設(shè)置成一體的，可以提高諧振腔在惡劣環(huán)境下使用的可靠性。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述端面栗浦結(jié)構(gòu)與輸出鏡之間設(shè)置有四分之一波片。
[0013]本實(shí)用新型也可設(shè)置為:所述端面栗浦結(jié)構(gòu)與腔鏡之間設(shè)置有四分之一波片。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，四分之一波片可以將垂直入射的偏振光調(diào)整至圓偏振光出射，以進(jìn)一步精確調(diào)整光束至電光Q開關(guān)的偏振態(tài)要求。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述角錐反射的光束與腔鏡之間設(shè)置有用于補(bǔ)償角錐棱鏡制造誤差的光楔。
[0016]通過采用上述技術(shù)方案，角錐棱鏡理論上來講三個(gè)反射面之間應(yīng)該是互成90度角設(shè)置，實(shí)際制造時(shí)，由于加工工裝和制造水平的限制，三個(gè)反射面之間一定會(huì)存在制造誤差，通過光楔的旋轉(zhuǎn)對(duì)這個(gè)制造角度差值進(jìn)行補(bǔ)償，可以進(jìn)一步提高輸出光束的質(zhì)量。
[0017]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述入射光束上在偏振透射器件與角錐棱鏡之間設(shè)置有半波片。[〇〇18]通過采用上述技術(shù)方案，半波片的設(shè)置，在調(diào)整腔體內(nèi)的偏振方向時(shí)，可以直接通過旋轉(zhuǎn)半波片進(jìn)行調(diào)整，以簡(jiǎn)化腔體內(nèi)的電光調(diào)Q器件組的位置調(diào)整過程。
[0019]本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用上述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔的的脈沖激光器，所述端面栗浦結(jié)構(gòu)采用Nd: YAG制成。
[0020]通過采用上述技術(shù)方案，采用Nd:YAG晶體作為端面栗浦結(jié)構(gòu)，可以是激光器在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定輸出1064納米或946納米或1319納米的高質(zhì)量脈沖激光束。【附圖說明】[〇〇21]圖1是角錐棱鏡的入射和出射原理圖；
[0022]圖2是實(shí)施例1中的光學(xué)元件連接結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3是實(shí)施例2中的光學(xué)元件連接結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4是實(shí)施例3中的光學(xué)元件連接結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5是實(shí)施例4中的光學(xué)元件連接結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖6是實(shí)施例5中的光學(xué)元件連接結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖中，1、輸出鏡;2、高反鏡;3、端面栗浦結(jié)構(gòu);4、腔鏡;5、角錐棱鏡;6、偏振透射器件;7、電光Q開關(guān);8、四分之一波片;9、光楔;10、半波片；a、入射光束;b、平行反射光束?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]角錐棱鏡，又稱為回歸反射器，是一種依據(jù)臨界角原理制造的內(nèi)部全反射棱鏡，它不受入射角大小的影響，把入射光反射180度，也就是說，對(duì)于任一條進(jìn)入角錐棱鏡的入射光線，都將被高效的按照原方向反射回去，其結(jié)構(gòu)如圖1中所示，包括有三個(gè)互成90度角的入射面，當(dāng)光束a以任意角度射入角錐棱鏡的一個(gè)面，均會(huì)按照?qǐng)D示方向返回與入射光線a 方向相同的平行反射光束b。
[0030]實(shí)施例1
[0031]—種電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其元器件的布置方式如圖1至2中所示，包括有輸出鏡 1、高反鏡2、端面栗浦結(jié)構(gòu)3、斜向布置的腔鏡4、角錐棱鏡5、偏振透射器件6以及電光Q開關(guān) 7,其中:輸出鏡1和高反鏡2固定設(shè)置為一體共面形成一整塊陰陽鏡，腔鏡4的布置角度在0 至90度之間均可以滿足光束傳輸?shù)男枰?，其?yōu)選布置角度為圖中所示的45度，以簡(jiǎn)化諧振腔的腔型以及便利于調(diào)整腔體內(nèi)的光學(xué)元件的調(diào)整過程，端面栗浦結(jié)構(gòu)3的光軸垂直于輸出鏡1布置。
[0032]由于電光調(diào)Q需要線偏光作為輸入，而角錐棱鏡5的應(yīng)用的難點(diǎn)即在于偏振態(tài)的調(diào)整，因此，為了調(diào)整腔體內(nèi)的光束的偏振方向，在角錐棱鏡5與電光Q開關(guān)7之間設(shè)置有用于調(diào)整角錐棱鏡5出射的光線的偏振方向的偏振透射器件6，以將腔體內(nèi)的偏振態(tài)調(diào)整至適合于電光Q開關(guān)的偏振要求。
[0033]光束在諧振腔的腔體內(nèi)的各個(gè)元件連接關(guān)系敘述如下:端面栗浦結(jié)構(gòu)3發(fā)出入射光束a，入射光束a以45度的入射角射入腔鏡4內(nèi)，并以45度角反射呈水平光束經(jīng)過電光Q開關(guān)7和偏振透射器件6后進(jìn)入角錐棱鏡5內(nèi)，入射光束a在角錐棱鏡5內(nèi)按照?qǐng)D1中所示的反射路徑，水平自角錐棱鏡5出射的平行反射光束b進(jìn)過腔鏡4的再次反射，進(jìn)入高反鏡2內(nèi)，高反鏡2將全部光束返回，使光束按原路徑返回至角錐棱鏡5中，再次出射，出射光學(xué)經(jīng)過偏振透射器件6的偏振態(tài)調(diào)整后，以線偏光的形式進(jìn)入電光Q開關(guān)7內(nèi)，經(jīng)過電光Q開關(guān)的調(diào)Q之后， 間歇性的瞬間大功率脈沖激光束再次經(jīng)過腔鏡4的反射后在輸出鏡1上脈沖輸出。
[0034]實(shí)施例2增設(shè)四分之一波片的電光調(diào)Q的角錐諧振腔
[0035]如圖3中所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在端面栗浦結(jié)構(gòu)3與輸出鏡1之間增設(shè)一個(gè)四分之一波片8,四分之一波片8可以將垂直入射的偏振光調(diào)整至圓偏振光出射，以進(jìn)一步精確調(diào)整光束至電光Q開關(guān)7的偏振態(tài)要求。其余設(shè)置均與實(shí)施例1中設(shè)置相同。
[0036]實(shí)施例3
[0037]如圖4中所示，將實(shí)施例2中的四分之一波片8設(shè)置在端面栗浦結(jié)構(gòu)3與腔鏡4之間， 其作用于實(shí)施例2中相同。
[0038]實(shí)施例4
[0039]在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，如圖5中所示，在腔鏡4與角錐棱鏡5之間的光束上設(shè)置光楔 9,用于彌補(bǔ)角錐棱鏡5的制造誤差，由于現(xiàn)有加工制造水平的限制，角錐棱鏡5的三個(gè)互相垂直的反射面的夾角無法達(dá)到理論值，因而，光束在角錐棱鏡5內(nèi)的傳輸存在角度偏差，增設(shè)光楔9可以對(duì)這個(gè)制造誤差進(jìn)行彌補(bǔ)，以提高輸出光束質(zhì)量。其余設(shè)置均與實(shí)施例3中設(shè)置基本相同。
[0040]實(shí)施例5
[0041]如圖6中所示，在偏振透射器件6與角錐棱鏡5之間增設(shè)半波片10,以進(jìn)一步精確調(diào)整角錐棱鏡5的偏振態(tài)，使其更加適應(yīng)于電光調(diào)Q的偏振態(tài)要求。其余設(shè)置均與實(shí)施例3中設(shè)置相同。[〇〇42]實(shí)施例1至5中的端面栗浦結(jié)構(gòu)3中的激光晶體可以采用Nd:YAG Nd:YV04 Nd:YLFND:KGW Hq:YAG Nd:GdV04 釹玻璃、鉺玻璃 Er:YAG Tm:YAG。
[0043]本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的解釋，其并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電光調(diào)Q的角錐諧振腔，包括有腔體以及設(shè)置于腔體內(nèi)的電光調(diào)Q器件組，其特 征是:所述電光調(diào)Q器件組包括有高反鏡(2)、輸出鏡(1)、端面栗浦結(jié)構(gòu)(3)、電光Q開關(guān)(7)、 偏振透射器件(6)、角錐棱鏡(5)以及斜向設(shè)置的腔鏡(4)，所述高反鏡(2)與輸出鏡(1)共面 布置，所述端面栗浦結(jié)構(gòu)(3)的光軸垂直于輸出鏡(1)布置，所述端面栗浦結(jié)構(gòu)(3)發(fā)出入射 光束依次經(jīng)過腔鏡(4)、電光Q開關(guān)(7)、偏振透射器件(6)后進(jìn)入角錐棱鏡(5)，反射的光束 經(jīng)過腔鏡(4)的反射后射在高反鏡(2)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述腔鏡(4)的斜向角度為 45度設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述高反鏡(2)與輸出 鏡(1)呈一體的陰陽鏡設(shè)置，且高反鏡(2)與輸出鏡(1)的位置可以互換。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述端面栗浦結(jié)構(gòu)(3)與輸 出鏡(1)之間設(shè)置有四分之一波片(8)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述端面栗浦結(jié)構(gòu)(3)與腔 鏡(4)之間設(shè)置有四分之一波片(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述角錐反射的光束與腔 鏡(4)之間設(shè)置有用于補(bǔ)償角錐棱鏡制造誤差的光楔(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔，其特征是:所述入射光束上在偏振透 射器件(6)與角錐棱鏡(5)之間設(shè)置有半波片(10)。8.—種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的電光調(diào)Q的角錐諧振腔的脈沖激光器，其特征是:所述端 面栗浦結(jié)構(gòu)(3)為采用Nd: YAG制成的激光晶體。
【文檔編號(hào)】H01S3/115GK205666430SQ201620532186
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月2日
【發(fā)明人】李永明, 劉練, 王晨, 馬東偉, 劉少飛, 宋寶鋼
【申請(qǐng)人】北京思通博遠(yuǎn)激光科技有限公司