[发明专利]一种热调谐空心激光器及变焦系统

权利要求书

1.一种热调谐空心激光器，其特征在于，包括半导体激光阵列及沿激光出射方向依次设置的空心耦合光系统、增益介质、变焦系统、晶体轴锥和准直轴锥；

所述增益介质的热透镜焦距随半导体激光阵列出射的激光的功率改变而改变，用于获取可调谐空心激光；

所述变焦系统用于对增益介质的热透镜效应进行补偿。

2.根据权利要求1所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述空心耦合光系统包括沿激光出射方向依次设置的平凸透镜、扩束轴锥和轴锥透镜。

3.根据权利要求2所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述平凸透镜的通光面镀有第一增透膜；所述扩束轴锥的通光面镀有第二增透膜；所述轴锥透镜的母线面镀有第一高反射膜和第三增透膜，所述轴锥透镜的凸面镀有第四增透膜和第五增透膜。

4.根据权利要求1所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述变焦系统包括沿激光出射方向依次设置的第一凸透镜、第一凹透镜、第二凹透镜和第二凸透镜。

5.根据权利要求4所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述第一凸透镜、所述第一凹透镜、所述第二凹透镜和所述第二凸透镜的通光面均镀有第六增透膜。

6.根据权利要求4所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述变焦系统的组合焦距为：

其中，f_组合表示变焦系统的组合焦距，f₁、f₂、f₃和f₄分别为第一凸透镜、第一凹透镜、第二凹透镜和第二凸透镜的焦距，Δd₁为第一凸透镜与第一凹透镜之间的焦点距离、Δd₂为第一凹透镜与第二凹透镜之间的焦点距离，Δd₃为第二凹透镜与第二凸透镜之间的焦点距离。

7.根据权利要求1所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述增益介质的材料为Nd:YAG晶体，Nd:YAG晶体中钕离子的掺杂浓度为1.0％，所述增益介质的通光面镀有第七增透膜。

8.根据权利要求1所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述晶体轴锥的负锥面镀有第八增透膜，所述晶体轴锥的正锥面镀有第二高反射膜，所述准直轴锥的通光面镀有第九增透膜。

9.根据权利要求1所述的热调谐空心激光器，其特征在于，所述晶体轴锥和所述准直轴锥的参数满足如下关系式：

tanθ＝n₃；

β＝π-2arctann₃；

(n₃-1)(β-γ)＝(n₄-1)(π-ρ)；

其中，θ为进入晶体轴锥的激光的入射角，n₃为晶体轴锥的折射率，β为晶体轴锥的负锥角，γ为晶体轴锥的正锥角，n₄为准直轴锥的折射率，ρ为准直轴锥的锥角。

10.一种变焦系统，其特征在于，所述变焦系统包括沿预设方向依次设置的第一凸透镜、第一凹透镜、第二凹透镜和第二凸透镜。