[发明专利]一种激光装置

说明书

本发明涉及一种激光装置，包括激光增益结构、泵浦源、第一端镜、第二端镜和控温结构，所述泵浦源、所述第一端镜、所述第二端镜和所述控温结构分别与所述激光增益结构相连接；其中，所述第一端镜、所述激光增益结构和所述第二端镜依次设置，并组成激光谐振腔；所述控温结构用于对所述激光增益结构进行温度控制；所述泵浦源用于为所述激光增益结构提供泵浦光；所述激光增益结构由至少有一个切向的热膨胀系数能够为零或者极小的材料构成。本发明结构紧凑，设计优化，通过采用创新的激光增益结构，直接产生激光输出，不需要复杂的波前校正系统减小波前畸变，从而为实现高功率及高光束质量的激光输出提供保障；而且装置整体成本低，可靠性高。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种激光装置。

背景技术

激光技术为工业制造等多个领域提供支撑，其中，全固态激光器具有效率高、结构紧凑、可靠性高等优势，是激光技术的重要发展方向；尤其是，高功率高光束质量激光输出，是固体激光技术重要发展方向。

但是，固体激光器随着功率的提升，光束质量呈非线性下降，此种缺陷主要是由于固体激光器中存在严重的热效应导致，其中，激光晶体吸收泵浦光产生的废热引发不可避免的温度梯度，温度梯度引起的热透镜效应及端面变形引起的波前畸变直接导致了光束质量和输出功率的下降，从而不仅影响谐振腔的稳定性，而且在极端情况下，还会导致激光晶体的破裂。因此，亟需研究开发出更优的激光装置，能够同时实现高功率输出和良好的空间光束质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光装置，能够消除由于热应力以及端面变形引起的波前畸变，实现高功率高光束质量激光输出。

本发明解决技术问题的技术方案是：一种激光装置，包括激光增益结构、泵浦源、第一端镜、第二端镜和控温结构，所述泵浦源、所述第一端镜、所述第二端镜和所述控温结构分别与所述激光增益结构相连接；其中，所述第一端镜、所述激光增益结构和所述第二端镜依次设置，并组成激光谐振腔；所述控温结构用于对所述激光增益结构进行温度控制；所述泵浦源用于为所述激光增益结构提供泵浦光；所述激光增益结构由至少有一个切向的热膨胀系数能够为零或者极小的材料构成。

进一步地，在本发明所述的激光装置中，所述泵浦源与所述激光增益结构直接相邻设置；和/或，所述泵浦源与所述激光增益结构通过所述第一端镜间隔设置；和/或，所述泵浦源与所述激光增益结构通过所述第二端镜间隔设置，所述泵浦源发出的泵浦光经泵浦光耦合镜后再经所述第二端镜提供给所述激光增益结构。

进一步地，在本发明所述的激光装置中，所述第一端镜设置在所述激光增益结构的一端的端面上，所述第二端镜设置在所述激光增益结构的另一端的端面上；或者，所述第一端镜和第二端镜均远离所述激光增益结构设置。

进一步地，在本发明所述的激光装置中，所述泵浦源发出的泵浦光的方向沿所述激光增益结构中呈零热膨胀的方向。

进一步地，在本发明所述的激光装置中，所述激光装置还包括密封腔体，在所述密封腔体上设置有通光部；所述激光增益结构设置在所述密封腔体内部；所述密封腔体为真空腔体或者充有惰性气体的腔体。

较佳地，在本发明所述的激光装置中，所述控温结构设置在所述密封腔体内部；所述泵浦源、和/或第一端镜、和/或第二端镜设置在所述密封腔体的内部或者所述密封腔体的外部。

进一步地，在本发明所述的激光装置中，所述激光增益结构由钙钛矿晶体构成。

优选地，在本发明所述的激光装置中，所述钙钛矿晶体为Nd:YAlO₃钙钛矿晶体。

较佳地，在本发明所述的激光装置中，所述钙钛矿晶体沿a轴切向的热膨胀系数能够为零或者极小。

较佳地，在本发明所述的激光装置中，所述泵浦源为所述激光增益结构提供泵浦光时，所述激光增益结构的温度为130K～230K。