[发明专利]一种双腔互联V型结构单向重叠输出准连续绿光激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种半导体侧面泵浦的200W级一种双腔互联V型结构单向重叠输出准连续绿光激光器。

背景技术

自上世纪60年代世界上第一台红宝石激光器诞生以来，随着各种晶体材料及激光技术的不断进步，各类激光器的发展也极为迅速，特别是高功率全固态激光器的发展尤为令人瞩目，以其输出能量大、峰值功率高、比CO₂气体激光器波长短、运转可靠、使用寿命长等优点而在激光材料加工、光存储、激光全色显示、激光医学、科研、通讯、国防、娱乐等领域得到广泛的应用。目前，多棒串接技术是提高全固态激光器输出功率的主要方法，但该类激光器有几方面重要的缺陷，严重影响了激光输出功率的提高。一方面，多棒进行串接，使谐振腔的腔长明显增大，易使腔失谐，同时基频光要在多个棒中间来回振荡，增大了损耗，且腔内光子数密度过高，极易导致激光棒的损伤；另一方面，采用多棒串接技术，热致双折射效应和热透镜效应均非常严重，限制了泵浦源电流的提高，同时也使整个腔型变得不匹配，从而限制了输出功率的进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有结构紧凑、光-光转换效率高、运转成本低、调节方便，高功率半导体侧面泵浦的双光束重叠混合腔型准连续绿光激光的一种双腔互联V型结构单向重叠输出准连续绿光激光器。

本发明为了克服了双棒串接时腔长过长、腔内光子数密度过高、热透镜效应和热致双折射明显变大的缺陷，本发明的技术方案是这样解决的：一种双腔互联V型结构单向重叠输出准连续绿光激光器，包括平凹全反镜，其特殊之处在于两个激光晶体棒分别置于两部分光路中，其中一部分光路的光学部件依次是由平凹全反镜、声光调Q晶体、激光晶体及激光晶体两侧大功率半导体泵浦组件和平面折叠绿光输出镜与调整架连接构成平-凹V型谐振腔，另一部分光路的光学部件依次由平面折叠镜引出水平方向依次置有倍频晶体，全反平面镜，倍频晶体，二次谐波镜，激光晶体及激光晶体两侧大功率半导体泵浦组件，声光调Q晶体，全反平面镜与调整架连接构成平-凹直腔，平-凹直腔与平-凹V型谐振腔互联构成V型平-凹直腔。

两激光晶体棒吸收泵浦源提供的能量后，产生受激荧光辐射，辐射的荧光在谐振腔内振荡放大后形成稳定的基频光。在V型谐振腔中，基频光由平凹全反射端镜经声光调Q晶体、激光晶体入射到平面折叠镜上，平面折叠镜将其引向倍频晶体，通过倍频晶体后，产生的倍频光经过平面输出镜和另一倍频晶体后被二次谐波镜反射，沿原路返回由平面折叠镜输出，而之前通过倍频晶体后剩余的基频光被平面输出镜反射回来，再次通过倍频晶体产生倍频光，也由平面折叠镜输出。在平-凹直腔中，基频光由平凹全反射端镜，经声光调Q晶体、激光晶体、二次谐波镜和倍频晶体，产生倍频光后到达平面输出镜，被平面输出镜反射回来的剩余基频光再次通过倍频晶体产生倍频光，两次产生的倍频光经过谐波镜反射后再由平面输出镜、倍频晶体后，一同由平面折叠镜引出腔外。

所述两个激光晶体两侧面等间距放置半导体器件构成大功率半导体泵浦组件形成侧面泵浦，且泵浦组件型号相同。

所述两个激光晶体采用同一种工作物质，具有相同的几何尺寸和掺杂浓度，各通光面均镀有基频光增透膜并采用循环水冷却。

所述两个声光调Q晶体分别放置于激光晶体的一侧，且受同一驱动源控制。

所述平凹全反镜、平面折叠绿光输出镜、平凹全反镜、二次谐波镜及平面输出镜均安装在二维调整架上，平凹全反镜和平面折叠镜之间的光路与激光晶体辐射的荧光光轴方向共线，而由平面折叠绿光输出镜引出的另一光路上的各镜面法线方向与激光晶体辐射的荧光光轴方向共线，且两激光晶体的光轴方向夹角为20°～90°之间。

所述两激光晶体分别置于两相对独立的基频光振荡光路中，激光晶体置于由平凹全反镜、平面折叠绿光输出镜及平面输出镜构成平-凹V型谐振腔，而激光晶体置于由平凹全反镜和平面输出镜构成平-凹直腔，两腔互联构成V型平-凹直腔。

所述倍频晶体均用铟箔包裹侧面后放入水冷散热铜块中，分别置于激光晶体所在的平-凹V型谐振腔和激光晶体所在的平-凹直腔，两腔互联构成V型平-凹直腔。

所述二次谐波镜为融熔石英平面镜，置于平-凹直腔中的激光晶体和倍频晶体之间。

所述平面输出镜的两面均镀有1064nm高反和532nm高透双色膜。

本发明与现有技术相比，其突出的优点为：