專利名稱：激光束組束復(fù)合平板腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光器，特別涉及一種用于激光束組束的激光束組束的復(fù)合平板腔。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)在工業(yè)、軍事、通訊等領(lǐng)域?qū)す馐蟮奶岣?，即要求激光束的功率增加同時還要保證好的光束質(zhì)量。利用激光束的相干合成技術(shù)是解決這些高要求的有效途徑，尤其是外腔相干組束技術(shù)能夠獲得好的相干輸出?，F(xiàn)有技術(shù)中，所設(shè)計的外腔通常采用空間濾波器，需要透鏡進(jìn)行傅里葉變換，對輸入激光束的位置也有嚴(yán)格要求，參見在先技術(shù)[Appl.Phys.Lett.Vol85(21)，4837-4839，2004；IEEE J.QuantumElectron.Vol.271582-1593，1991]，以上兩種外腔能將光纖陣列的輸出激光進(jìn)行相干耦合，但光路復(fù)雜，濾波器的制作要求很高，每個光學(xué)元件之間的距離和輸入光束之間的距離和排列方式也需要嚴(yán)格控制，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性也不高，實現(xiàn)起來較困難，另由于光束在諧振腔中往返時多次經(jīng)過各個元件的表面，光能損失大，不利于整個系統(tǒng)功率的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術(shù)的不足，提供一種用于激光束組束的激光束組束復(fù)合平板腔，以簡化結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸出功率；克服使用濾波器的限制和輸入激光束位置的限制。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種用于激光束組束的激光束組束復(fù)合平板腔，它包括由兩塊平面反射鏡平行放置構(gòu)成的平板腔，其特點是所述的兩平面反射鏡的腔內(nèi)側(cè)面都鍍有與工作波長相對應(yīng)的高反膜，根據(jù)需要進(jìn)行組束的激光束的數(shù)量N，在腔內(nèi)放置N塊全同平板玻璃，該N塊全同平板玻璃的平面與所述的平板腔的軸線均成45°夾角放置，該N塊全同平板玻璃的一面都鍍有與工作波長相應(yīng)的具有反射率相等的半透膜，另一面都鍍有與工作波長相對應(yīng)的增透膜，N束激光束處于同一平面內(nèi)并沿所述的平板腔軸線的垂線方向分別投射到所述的N塊全同平板玻璃上，以獲得相干激光輸出。
所述的N束兩激光束的光束橫截面積近似相等。
當(dāng)N束橫截面積近似相等的激光束在同一平面內(nèi)沿所述的平板腔軸線的垂線方向分別投射到所述的N塊全同平玻璃上時，該N束激光束在腔內(nèi)的同一光路中進(jìn)行多次反射和透射產(chǎn)生強的耦合，系統(tǒng)獲得相干輸出。
所述的兩塊鍍有半透膜的平玻璃板鍍的對應(yīng)與工作波長的半透膜的反射率一定要相等，經(jīng)過理論計算這樣能保證每束激光相互間的耦合大于自身的反饋，有利于相干。
本發(fā)明與在先技術(shù)相比有很多明顯的優(yōu)點腔的結(jié)構(gòu)簡單，光路不復(fù)雜，便于調(diào)節(jié)，不需要使用在先技術(shù)中高要求的濾波器，也不需要對激光束之間的相對位置和排列方式的嚴(yán)格要求，本發(fā)明尤其可以實現(xiàn)多光束的相干組束非常簡單，僅僅增加相應(yīng)的鍍有半透膜的全同平玻璃的數(shù)量即可。


圖1為本發(fā)明用于激光束組束的復(fù)合平板腔實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明激光束組束的復(fù)合平板腔實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該實施例是一2激光束的激光束組束的復(fù)合平板腔，由圖可見，本發(fā)明用于激光束組束的復(fù)合平板腔，用兩塊平面反射鏡5和6平行放置構(gòu)成一平板腔，所述的平面反射鏡在腔內(nèi)側(cè)面均鍍有與工作波長對應(yīng)的高反膜51和61，在腔內(nèi)放置兩塊全同平板玻璃3和4，所述的兩全同平板玻璃3和4的平面與腔的軸線成45°夾角，并且其中一面鍍與工作波長對應(yīng)的半透膜31和41，另一面鍍與工作波長對應(yīng)的增透膜32和42，在同一平面內(nèi)的兩激光束1和2在平板腔的側(cè)面沿腔軸線的垂線方向投射到所述的全同平板玻璃的3和4上，這樣就能保證它們在腔內(nèi)同一光路上來回反射和透射，并且兩激光束1和21和2的橫截面積近似相等，這樣兩激光束在腔內(nèi)多次反射并經(jīng)半透膜31和41的多次反射和透射，實現(xiàn)強的耦合，從而整個系統(tǒng)就能獲得相干輸出7和8。
下面是兩個具體的實施例實例1對兩個二極管抽運的摻Y(jié)b的雙包層光纖激光器的輸出光束進(jìn)行組束，這種激光器的輸出的中心波長在1080nm左右，但不穩(wěn)定。我們采用兩個平面反射鏡按照圖1所示平行放置構(gòu)成平板腔，腔內(nèi)側(cè)面都鍍上中心波長在1080nm的高反膜，同樣按照圖1在腔內(nèi)軸線上放置兩塊全同平板玻璃，其中一面鍍上對1080nm波長反射率為30％的半透膜，另一面鍍對1080nm的增透膜，然后我們將兩個摻Y(jié)b的雙包層光纖激光器的輸出光束準(zhǔn)直成直徑為3mm的光束，按照圖1從平板腔的側(cè)面沿腔軸線的垂線方向分別投射到兩塊鍍有半透膜的全同平板玻璃上，同時保證所述的這兩束激光位于同一平面內(nèi)，這樣兩激光束在腔內(nèi)經(jīng)過多次反射和透射就能產(chǎn)生強的耦合，確保了每個激光器都有部分光進(jìn)入另一個激光器，使兩個激光器同步振蕩運行，最后系統(tǒng)就能獲得穩(wěn)定的中心波長為1080nm的相干激光輸出。
實例2
對兩個帶尾纖的中心波長在875nm的半導(dǎo)體激光器的輸出光束的組束。復(fù)合平板腔的結(jié)構(gòu)和工作原理與實例1完全相同，所不同的所用腔片上鍍膜所對應(yīng)的波長改成875nm就行，同樣將兩半導(dǎo)體激光器的輸出光束準(zhǔn)直成3mm的光束按照圖1從平板腔的側(cè)面沿腔軸線的垂線方向分別投射到兩塊鍍有半透膜的平玻璃板上，最后系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的875nm的相干激光輸出。
綜上所述，本發(fā)明采用了兩個平面反射鏡5和6構(gòu)成一個平板腔，中間放置與腔軸成45°夾角的兩塊全同平玻璃板3和4，所述的全同平玻璃板3和4上鍍半透膜(31和41)和增透膜(32和42)就能實現(xiàn)兩束激光的相干耦合。在本發(fā)明中避免了單獨使用空間濾波器，克服了對激光束的間距和排列方式的嚴(yán)格要求，并且光路簡單，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可實用性。
同時本發(fā)明還可以對大量激光束的實現(xiàn)相干組束，僅僅是在腔內(nèi)放置與激光束數(shù)目相等平玻璃板，所有的平玻璃板鍍膜和放置方式與3和4相同就行，非常利于提高系統(tǒng)相干輸出的功率。
權(quán)利要求
1.一種用于激光束組束的激光束組束復(fù)合平板腔，它包括由兩塊平面反射鏡平行放置構(gòu)成一個平板腔，其特征在于所述的兩平面反射鏡的腔內(nèi)側(cè)面都鍍有與工作波長相對應(yīng)的高反膜，根據(jù)需要進(jìn)行組束的激光束的數(shù)量N，該N為≥2的正整數(shù)，在腔內(nèi)放置N塊全同平板玻璃板，該N塊全同平板玻璃的平面與所述的平板腔的軸線均成45°夾角放置，該N塊全同平板玻璃的一面都鍍有與工作波長相應(yīng)的具有反射率相等的半透膜，另一面鍍有與工作波長相對應(yīng)的增透膜，N束激光束處于同一平面內(nèi)并沿所述的平板腔軸線的垂線方向分別投射到所述的N塊平板玻璃板上，以獲得相干激光輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束組束的復(fù)合平板腔，其特征在于所述的N束兩激光束的光束橫截面積近似相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光束組束的復(fù)合平板腔，其特征在于所述的N＝2。
全文摘要
一種用于激光束組束的復(fù)合平板腔，是指將兩塊平面反射鏡平行放置，構(gòu)成一個平板腔；并且在該平板腔內(nèi)軸線上放置兩塊與腔軸線的夾角為45°的全同平玻璃板，并且每塊玻璃板的一面鍍半透膜，另一面鍍增透膜；將兩激光束準(zhǔn)直成橫截面積近似相等的兩束光，沿腔軸的垂線方向分別投射到鍍有半透膜的兩塊平玻璃板上，兩激光束必須處于同一平面內(nèi)，保證兩激光束在平板腔中同一光路中進(jìn)行多次反射和透射，產(chǎn)生強的耦合，從而獲得相干輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不需要使用空間濾波器，便于擴展成大量激光束的相干合成，產(chǎn)生高功率相干輸出。
文檔編號H01S5/40GK1815829SQ200610024488
公開日2006年8月9日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者樓祺洪, 何兵, 王之江, 周軍, 董景星, 魏運榮 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所