專利名稱：端面泵浦固體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種激光器，尤其是一種高穩(wěn)定的端面泵浦固體激光器。
背景技術(shù)：
目前，端面泵浦固體激光器包含泵浦源、諧振腔、增益介質(zhì)，其中，諧振腔主要由平 面全反鏡、平面輸出耦合鏡及其微調(diào)整鏡架組成，由于端面泵浦固體激光器體積小、結(jié)構(gòu)緊 湊，因此大部分端面泵浦固體激光器對激光器中各鏡片的調(diào)節(jié)一般在鏡架上采用彈簧加螺 桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行微調(diào)，該調(diào)整鏡架包含“L”型微調(diào)整架、鏡框、左右調(diào)整螺釘、俯仰調(diào)整螺釘和若 干拉緊彈簧，“L”型微調(diào)整架的轉(zhuǎn)角處與鏡框鉸接，左右調(diào)整螺釘與“L”型微調(diào)整架中的水 平調(diào)整支架螺紋連接，左右調(diào)整螺釘尾端頂在鏡框上，俯仰調(diào)整螺釘與“L”型微調(diào)整架中的 豎直調(diào)整支架螺紋連接，俯仰調(diào)整螺釘尾端也頂在鏡框上，拉緊彈簧設(shè)在“L”型微調(diào)整架與 鏡框之間，鏡片安裝在鏡框中。這種結(jié)構(gòu)的鏡架體積小、調(diào)節(jié)方便，然而在工業(yè)產(chǎn)品中，由于 使用環(huán)境比較差，溫差也比較大，鏡架又不能直接固定在光路中，而需要先固定在接板上， 然后才能固定在光路基座上，因而受熱脹冷縮的影響較明顯，從而可改變拉緊彈簧的形變 量，使激光諧振腔失調(diào)。在折疊型結(jié)構(gòu)的端面泵浦固體激光器中，其整體結(jié)構(gòu)較為緊湊，但其光學(xué)零件較 為復(fù)雜，失調(diào)穩(wěn)定性較差，在這種諧振腔結(jié)構(gòu)的激光器中使用彈簧加螺桿結(jié)構(gòu)的微調(diào)整架 時，會使激光器更加不穩(wěn)定，影響激光輸出功率的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時甚至不出光。普通直線型平平腔結(jié)構(gòu)的端面泵浦固體激光器，結(jié)構(gòu)較為簡單實用，光束質(zhì)量好， 但由于泵浦光不能完全被激光工作物質(zhì)所吸收，因此未被吸收的泵浦光將會射向輸出耦合 鏡，輸出耦合鏡由于受到未吸收泵浦光的照射而發(fā)生熱形變，使激光器失調(diào)影響激光器的 穩(wěn)定性。同時，輸出鏡鏡架也受熱發(fā)生形變，使激光諧振腔失調(diào)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種功率穩(wěn)定性高的端面泵浦固體激光器。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)解決方案一種端面泵浦固體激光 器，其包含泵浦源、增益介質(zhì)和諧振腔，諧振腔主要由全反鏡、平面輸出耦合鏡及其微調(diào)整 鏡架組成，增益介質(zhì)設(shè)在平面輸出耦合鏡與全反鏡之間的光路上，其特征在于所述微調(diào)整 鏡架包含鏡框、鏡座和調(diào)整螺釘，所述的鏡框由法蘭和外形為球面的鏡片安裝座構(gòu)成，鏡座 上設(shè)有與鏡框相配合的鏡框安裝孔，所述的鏡框安裝孔包含與法蘭相配合的第一安裝孔和 與鏡片安裝座相配合的第二安裝孔，第一安裝孔與法蘭間隙配合，第二安裝孔為一錐孔，第 二安裝孔與鏡片安裝座的外形球面構(gòu)成線面配合連接，調(diào)整螺釘穿過鏡座中的通孔與法蘭 螺紋連接，調(diào)整螺釘與鏡座中的通孔前端相鉸接。所述的調(diào)整螺釘與鏡座中的通孔前端相鉸接由設(shè)在通孔前端的錐形沉孔和球形 墊構(gòu)成，調(diào)整螺釘通過球形墊和錐形沉孔之間的線面配合連接，使調(diào)整螺釘可微調(diào)旋轉(zhuǎn)。所述的調(diào)整螺釘設(shè)在法蘭上、下、左、右四個調(diào)整點上。[0009]所述的鏡框還包含鏡片安裝孔、墊環(huán)和鎖緊環(huán)，鎖緊環(huán)與法蘭內(nèi)腔螺紋連接，鏡片 安裝孔用于安置鏡片，鏡片一側(cè)緊靠在安裝孔的止口上，鏡片另一側(cè)由鎖緊環(huán)通過墊環(huán)將 鏡片壓緊固定。在所述的增益介質(zhì)與平面輸出耦合鏡之間的光路上設(shè)有光闌。所述光闌中的通光孔的孔徑為1. 5mm。由于微調(diào)整鏡架在微調(diào)的過程中同時也是固定過程，因此它不受熱脹冷縮影響， 大大提高了鏡片安裝位置的穩(wěn)定性，從而能有效的提高激光器的穩(wěn)定性。同時在諧振腔內(nèi) 增加光闌，它不僅能讓振蕩光完全通過而且能有效阻擋未吸收的泵浦光射向輸出耦合鏡， 避免了輸出耦合鏡受到未吸收泵浦光的照射而發(fā)生熱形變，從而使激光器更加穩(wěn)定。
圖1為本實施例端面泵浦固體激光器結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本實施例中微調(diào)整鏡架半剖立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a為本實施例中鏡框部件結(jié)構(gòu)的主視圖。圖3b為圖3a的俯視圖。圖4a為本實施例中鏡座部件結(jié)構(gòu)的主視圖。圖4b為圖4a中沿A-A的剖視圖。圖5為本實施例中光闌部件立體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實施例包含泵浦源16、增益介質(zhì)18、諧振腔和光闌20，所述的諧振 腔主要由全反鏡17、平面輸出耦合鏡19及其微調(diào)整鏡架組成，所述的增益介質(zhì)18設(shè)在平面 輸出耦合鏡19與全反鏡17之間的光路上，所述的光闌20設(shè)在所述的增益介質(zhì)18與平面 輸出耦合鏡19之間的光路上，所述光闌20中的通光孔21的孔徑為1. 5mm(如圖5所示)。端面泵浦激光器中雖然光光轉(zhuǎn)換效率較高，但始終會有部分未被吸收的泵浦光 穿過增益介質(zhì)18，在未加光闌20的激光器中，未被吸收的泵浦光將有部分光射向輸出耦合 鏡19，當(dāng)泵浦的功率較大且激光器連續(xù)工作時間較長時，輸出耦合鏡19由于吸收了泵浦光 而發(fā)生熱形變，從而改變激光器的輸出功率，影響激光器的穩(wěn)定性；在增益介質(zhì)18和輸出 耦合鏡19之間的光路上加上合適通光孔徑的光闌20，由于振蕩的激光光束很小，直徑只有 Imm左右，而泵浦光從增益介質(zhì)18出射后，光斑較大發(fā)散也嚴(yán)重，為方便調(diào)節(jié)光闌20而又不 影響激光振蕩，我們采用1. 5mm通光孔徑的光闌，這既能有效阻擋未吸收的泵浦光射向輸 出鏡19又不至于影響激光的振蕩，從而可達(dá)到提高激光器的穩(wěn)定性。如圖2所示，所述的微調(diào)整鏡架包含鏡框、鏡座1和調(diào)整螺釘4，如圖4a、圖4b所 示，所述的鏡框由法蘭6和外形為球面的鏡片安裝座3構(gòu)成，再如圖2所示，所述的鏡框還 包含鏡片安裝孔14、墊環(huán)8和鎖緊環(huán)7，鎖緊環(huán)7與法蘭6內(nèi)腔螺紋連接，鏡片安裝孔14用 于安置鏡片2，鏡片2 —側(cè)緊靠在鏡片安裝孔14的止口上，鏡片2另一側(cè)由鎖緊環(huán)7通過墊 環(huán)8將鏡片2壓緊固定。如圖3a、圖3b所示，鏡座1上設(shè)有與鏡框相配合的鏡框安裝孔，所述的鏡框安裝孔 包含與法蘭相配合的第一安裝孔9和與鏡片安裝座3相配合的第二安裝孔10，第一安裝孔 9與法蘭6間隙配合，第二安裝孔10為一錐孔，第二安裝孔10與鏡片安裝座3的外形球面構(gòu)成線面配合連接，使耦合鏡鏡框可微調(diào)旋轉(zhuǎn)，調(diào)整螺釘4穿過鏡座中的通孔11與法蘭上 的螺紋孔15螺紋連接，調(diào)整螺釘4與鏡座中的通孔11前端相鉸接。再如圖3a、圖3b、圖2所示，所述的調(diào)整螺釘4與鏡座中的通孔11前端相鉸接由 設(shè)在通孔前端的錐形沉孔12和球形墊5構(gòu)成，如圖2所示，調(diào)整螺釘4通過球形墊5和錐 形沉孔12之間的線面配合連接，使調(diào)整螺釘4可微調(diào)旋轉(zhuǎn)。如圖4a、圖4b所示，所述的調(diào)整螺釘4設(shè)在法蘭上、下、左、右四個調(diào)整點13上。本實施例調(diào)整鏡架調(diào)節(jié)使用時，分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩部分。粗調(diào)是把鏡片裝入鏡框由墊環(huán)和鎖緊環(huán)壓緊固定，鏡框由上、下、左、右四顆調(diào)整 螺釘4連接在鏡座1上，慢慢旋緊四個調(diào)整螺釘?shù)耐瑫r，盡量保持鏡框平面與鏡座前后面相 平行，以便在細(xì)調(diào)過程中減少調(diào)節(jié)量。粗調(diào)調(diào)好后，將鏡座固定在光路中，鏡座固定孔為長 橢圓形，可前后進(jìn)行滑動以便滿足前后微調(diào)整的需要，鏡座固定好后，仔細(xì)調(diào)節(jié)上、下、左、 右四顆調(diào)整螺釘，可達(dá)到調(diào)節(jié)鏡片俯仰及左右擺幅的目的。當(dāng)旋緊上調(diào)整螺釘時，可增大鏡片的俯角；旋緊下調(diào)整螺釘時，可增大鏡片的仰 角；旋緊左調(diào)整螺釘時，使鏡片往左擺；旋緊右調(diào)整螺釘時，使鏡片往右擺；通過調(diào)節(jié)四顆 調(diào)整螺釘可滿足調(diào)節(jié)的需求，同時在調(diào)整螺釘旋緊調(diào)節(jié)的過程中，鏡框也逐步被牢牢固定 在鏡座上，因此，調(diào)節(jié)過程的同時也是固定的過程。綜上所述，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、鏡片調(diào)節(jié)角度大。由于鏡框和調(diào)整螺釘分別與鏡座都是線面配合聯(lián)接，可達(dá)到 大角度的調(diào)節(jié)。2、鏡片調(diào)節(jié)方便。調(diào)整螺釘均勻分布于鏡框四周，調(diào)節(jié)其中一個方向的螺釘時對 另外一個方向不受影響，調(diào)節(jié)過程即為固定過程，而以往調(diào)整鏡架在調(diào)好后還需另外調(diào)鎖 緊螺釘，在旋緊鎖緊螺釘時很容易破壞原來調(diào)好的結(jié)構(gòu)，從而對調(diào)整造成不便。3、鏡架散熱效果好。由于鏡框與鏡座線面配合聯(lián)接，接觸面大，提高了散熱效果。4、鏡片安裝穩(wěn)定性好。由于采用螺釘調(diào)節(jié)固定的方式，保障了鏡架的穩(wěn)定。5、激光器功率穩(wěn)定性高。由于鏡片安裝位置穩(wěn)定，受熱脹冷縮而發(fā)生形變很小，從 而能有效的提高激光器輸出功率的穩(wěn)定性。同時在諧振腔內(nèi)增加光闌，它不僅能讓振蕩光 完全通過而且能有效阻擋未吸收的泵浦光射向輸出耦合鏡，避免了輸出耦合鏡受到未吸收 泵浦光的照射而發(fā)生熱形變，從而使激光器更加穩(wěn)定。
權(quán)利要求一種端面泵浦固體激光器，其包含泵浦源(16)、增益介質(zhì)(18)和諧振腔，諧振腔主要由全反鏡(17)、平面輸出耦合鏡(19)及其微調(diào)整鏡架組成，增益介質(zhì)(18)設(shè)在平面輸出耦合鏡(19)與全反鏡(17)之間的光路上，其特征在于所述的微調(diào)整鏡架包含鏡框、鏡座(1)和調(diào)整螺釘(4)，所述的鏡框由法蘭(6)和外形為球面的鏡片安裝座(3)構(gòu)成，鏡座(1)上設(shè)有與鏡框相配合的鏡框安裝孔，所述的鏡框安裝孔包含與法蘭相配合的第一安裝孔(9)和與鏡片安裝座(3)相配合的第二安裝孔(10)，第一安裝孔(9)與法蘭(6)間隙配合，第二安裝孔(10)為一錐孔，第二安裝孔(10)與鏡片安裝座的外形球面構(gòu)成線面配合連接，調(diào)整螺釘(4)穿過鏡座中的通孔(11)與法蘭螺紋連接，調(diào)整螺釘(4)與鏡座中的通孔(11)前端相鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的端面泵浦固體激光器，其特征在于所述的調(diào)整螺釘(4)與鏡 座中的通孔(11)前端相鉸接由設(shè)在通孔前端的錐形沉孔(12)和球形墊(5)構(gòu)成，調(diào)整螺 釘(4)通過球形墊(5)和錐形沉孔(12)之間的線面配合連接，使調(diào)整螺釘(4)可微調(diào)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的端面泵浦固體激光器，其特征在于所述的調(diào)整螺釘(4)設(shè)在 法蘭上、下、左、右四個調(diào)整點(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的端面泵浦固體激光器，其特征在于所述的鏡框還包含鏡片安 裝孔(14)、墊環(huán)(8)和鎖緊環(huán)(7)，鎖緊環(huán)(7)與法蘭(6)內(nèi)腔螺紋連接，鏡片安裝孔(14) 用于安置鏡片(2)，鏡片(2) —側(cè)緊靠在鏡片安裝孔(14)的止口上，鏡片(2)另一側(cè)由鎖緊 環(huán)(7)通過墊環(huán)⑶將鏡片⑵壓緊固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的端面泵浦固體激光器，其特征在于在所述的增益介質(zhì)(18)與 平面輸出耦合鏡(19)之間的光路上設(shè)有光闌(20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的端面泵浦固體激光器，其特征在于所述光闌(20)中的通光孔 (21)的孔徑為1. 5mm。
專利摘要本實用新型涉及一種激光器，尤其是一種高穩(wěn)定的端面泵浦固體激光器。其所述的諧振腔主要由全反鏡、平面輸出耦合鏡及其微調(diào)整鏡架組成，其特征在于所述微調(diào)整鏡架包含鏡框、鏡座和調(diào)整螺釘，所述的鏡框由法蘭和外形為球面的鏡片安裝座構(gòu)成，鏡座上設(shè)有與鏡框相配合的鏡框安裝孔，所述的鏡框安裝孔包含與法蘭相配合的第一安裝孔和與鏡片安裝座相配合的第二安裝孔，第一安裝孔與法蘭間隙配合，第二安裝孔為一錐孔，第二安裝孔與鏡片安裝座的外形球面構(gòu)成線面配合連接，調(diào)整螺釘穿過鏡座中的通孔與法蘭螺紋連接，調(diào)整螺釘與鏡座中的通孔前端相鉸接。其目的是為了設(shè)計一種功率穩(wěn)定性高的端面泵浦固體激光器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有鏡片調(diào)節(jié)角度大、調(diào)節(jié)方便，鏡架散熱效果好，功率穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號H01S3/10GK201766285SQ20102022768
公開日2011年3月16日 申請日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者鄭宣成, 鐘正根 申請人:浙江嘉泰激光科技有限公司