專利名稱：一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器及制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光二極管泵浦固體激光器，特別是一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器及制造工藝。
背景技術(shù)：
激光二極管泵浦固體激光器(DPL)通常是以窗口形式直接輸出，這種輸出方式的DPL在使用過程中由于光束是直接輸出的，限制了激光器使用的靈活性以及與其它使用DPL的儀器設(shè)備之間的耦合連接。傳統(tǒng)的DPL光纖耦合輸出方法是在DPL的輸出鏡(或激光器殼體)外側(cè)增加一個(gè)耦合裝置，將通過窗口輸出的光束耦合到光纖中，再經(jīng)過光纖與其它使用DPL的光學(xué)儀器(或 設(shè)備)之間進(jìn)行耦合連接，這種方法調(diào)節(jié)耦合困難，長(zhǎng)時(shí)間使用容易出現(xiàn)耦合效率降低，需要重新調(diào)節(jié)耦合，與此同時(shí)增加了 DPL的體積、重量以及外觀的的不協(xié)調(diào)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小、可靠性和耦合效率高的光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器及制造工藝。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是包括固定在殼體內(nèi)的激光介質(zhì)和輸出光纖，在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔，激光介質(zhì)受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。所述的端面激光二極管是通過腔內(nèi)端面作用在激光介質(zhì)上，激光介質(zhì)受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。所述的激光介質(zhì)一側(cè)面有側(cè)面激光二極管，激光介質(zhì)受側(cè)面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。所述的激光介質(zhì)一側(cè)面有側(cè)面激光二極管，端面有端面激光二極管，激光介質(zhì)受側(cè)面激光二極管和端面激光二極管在腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。在端面激光二極管與激光介質(zhì)之間有光學(xué)耦合透鏡。在激光介質(zhì)與輸出光纖之間有調(diào)Q晶體。所述的殼體固定輸出光纖的通道直徑與輸出光纖外徑緊配合固定，使輸出光纖端面與腔內(nèi)光軸重合；所述的通道長(zhǎng)度是輸出光纖直徑的3倍以上。所述的輸出光纖固定在一帶外螺紋的空芯管內(nèi)，空芯管與輸出光纖同軸，空芯管通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖內(nèi)端面與激光介質(zhì)端面腔距。所述的空芯管外端面有緊固件，緊固件一方面用于定位空芯管，另一方面用于通過準(zhǔn)直系統(tǒng)校正空芯管與腔內(nèi)的光軸重合度。
一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材；
2)按殼體要求加工外徑；
3)同軸加工端面激光二極管腔體；
4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑；
5)同軸加工激光介質(zhì)腔體,使激光介質(zhì)腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑；
6)同軸加工調(diào)Q晶體腔體,使調(diào)Q晶體腔體外徑大于激光介質(zhì)腔體外徑；
7)加工激光二極管引線通道孔；
8)加工內(nèi)或外螺紋；
9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑；
10)同軸加工輸出光纖通道；
11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合；
12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；
13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；
14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出；
15)左殼體和右殼體連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于是通過在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔，激光介質(zhì)受激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。這樣利用普通光纖的端面作為DPL的輸出窗口，形成DPL諧振腔的一個(gè)振蕩兀件,使DPL的輸出光束直接通過光纖輸出，有利于提高光束質(zhì)量、簡(jiǎn)化DPL光纖輸出I禹合結(jié)構(gòu)。又由于光纖端面直徑較小，可以抑制諧振腔內(nèi)高階模的振蕩，克服傳統(tǒng)I禹合方式的缺點(diǎn)。其次，由于輸出窗口小型化，有利于DPL工程化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖I是本發(fā)明實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意 圖2是空芯管結(jié)構(gòu)示意 圖3是準(zhǔn)直緊固件結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意 圖5是本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意 圖6是本發(fā)明實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是具有標(biāo)準(zhǔn)SMA905光纖連接器接口的準(zhǔn)直緊固件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I、殼體；2、激光介質(zhì)；3、腔內(nèi)光軸；4、通道；5、準(zhǔn)直緊固件；6、輸出光纖；7、輸出窗口 ；8、諧振腔；9、耦合透鏡；10、端面激光二極管；11、引線通道；12、調(diào)Q晶體；13、空芯管；14、側(cè)面激光二極管；15、SMA905光纖連接器座；16、SMA905光纖連接器接口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
如圖I所示，一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，包括固定在殼體I內(nèi)的激光介質(zhì)2和輸出光纖6,在激光介質(zhì)2的左端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜,右端面鍍有1064nm增 透膜和808nm全反膜；殼體I內(nèi)的輸出光纖6端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)2鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖6鍍有1064nm部分透射膜的端面在殼體I內(nèi)形成諧振腔8，端面激光二極管10和耦合透鏡9從左到右依次固定在激光介質(zhì)2的左端，端面激光二極管10通過耦合透鏡9作用在激光介質(zhì)2上，激光介質(zhì)2受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。殼體I固定輸出光纖6有一通道4,通道4直徑與輸出光纖6外徑緊配合固定,使輸出光纖6的輸出窗口 7 (或端面)與腔內(nèi)光軸3垂直。所述的通道4長(zhǎng)度是輸出光纖6直徑的3倍以上，以確保輸出光纖6的穩(wěn)定和可
O當(dāng)然，輸出光纖6也可以固定在一帶外螺紋的空芯管13內(nèi)，空芯管13與輸出光纖6同軸，如圖2所示，空芯管13通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管13螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖6內(nèi)端面與激光介質(zhì)端面腔距離。為了使工藝合理，空芯管13外端面有準(zhǔn)直緊固件5，如圖3所示，準(zhǔn)直緊固件5 —方面用于定位空芯管13，另一方面用于通過準(zhǔn)直系統(tǒng)校正腔內(nèi)各元件的光軸重合度。其次，準(zhǔn)直緊固件5連接標(biāo)準(zhǔn)SMA905光纖連接器座15，如圖7所示，需要時(shí)，通過SMA905光纖連接器接口 16連接任意長(zhǎng)度的輸出光纖，不用時(shí)，整體可以封裝起來，給運(yùn)輸、維護(hù)帶來方便。實(shí)施例2
如圖4所不,實(shí)施例2與實(shí)施例I不同之處在于在激光介質(zhì)2與輸出光纖6內(nèi)端面之間增加了調(diào)Q晶體12，形成激光二極管泵浦調(diào)Q固體激光器。實(shí)施例3
如圖5所不,實(shí)施例3與實(shí)施例2不同之處在于不僅在激光介質(zhì)2與輸出光纖6內(nèi)端面之間增加了調(diào)Q晶體12，形成激光二極管泵浦調(diào)Q固體激光器。同時(shí)，在激光介質(zhì)2側(cè)面增加了泵浦側(cè)面激光二極管14，泵浦側(cè)面激光二極管14和泵浦端面激光二極管10共同泵浦激光介質(zhì)2，提高輸出功率。實(shí)施例4
如圖6所示，實(shí)施例4與實(shí)施例I不同之處在于在激光介質(zhì)2 —側(cè)增加了泵浦側(cè)面激光二極管14，泵浦側(cè)面激光二極管14和泵浦端面激光二極管10共同泵浦激光介質(zhì)2，提高輸出功率，沒有調(diào)Q晶體12，可輸出連續(xù)功率?！N光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材；
2)按殼體I要求加工外徑；
3)同軸加工端面激光二極管腔體；
4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑；
5)同軸加工激光介質(zhì)2腔體，使激光介質(zhì)2腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑；
6)同軸加工調(diào)Q晶體12腔體，使調(diào)Q晶體12腔體外徑大于激光介質(zhì)2腔體外徑；
7)加工激光二極管引線通道孔；8)加工內(nèi)或外螺紋；
9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑；
10)同軸加工輸出光纖通道；
11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合；
12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；
13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；
14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出； 15)左殼體和右殼體連接。激光二極管與激光二極管腔體之間通過套件配合。耦合透鏡和耦合透鏡腔體之間通過套件配合。激光介質(zhì)和激光介質(zhì)腔體之間通過套件配合。調(diào)Q晶體和調(diào)Q晶體腔體之間通過套件配合。本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
權(quán)利要求
1.一種光纖I禹合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是包括固定在殼體(I)內(nèi)的激光介質(zhì)(2)和輸出光纖(6)，在激光介質(zhì)(2)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體(I)內(nèi)的輸出光纖(6)端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)(2)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖(6)鍍1064nm部分透射膜端面在殼體(I)內(nèi)形成諧振腔(8 )，激光介質(zhì)(2 )受端面激光二極管(10 )腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的端面激光二極管(10)是通過腔內(nèi)端面作用在激光介質(zhì)(2)上，激光介質(zhì)(2)受端面激光二極管(10)腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的激光介質(zhì)(2) —側(cè)面有側(cè)面激光二極管(14)，激光介質(zhì)(2)受側(cè)面激光二極管(14)腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的激光介質(zhì)(2)—側(cè)面有側(cè)面激光二極管(14)，端面有端面激光二極管，激光介質(zhì)(2)受側(cè)面激光二極管(14)和端面激光二極管(10)在腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是在端面激光二極管(10)與激光介質(zhì)(2)之間有光學(xué)耦合透鏡(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是在激光介質(zhì)(2)與輸出光纖(6)之間有調(diào)Q晶體(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的殼體⑴固定輸出光纖(6)的通道⑷直徑與輸出光纖(6)外徑緊配合固定,使輸出光纖(6)端面與腔內(nèi)光軸(3)重合；所述的通道(4)長(zhǎng)度是輸出光纖(6)直徑的3倍以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的輸出光纖(6)固定在一帶外螺紋的空芯管(13)內(nèi)，空芯管(13)與輸出光纖(6)同軸，空芯管(13)通過外螺紋與通道螺紋連接，通過空芯管(13)螺紋調(diào)節(jié)輸出光纖(6)內(nèi)端面與激光介質(zhì)(2)端面腔距。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器，其特征是所述的空芯管(13)外端面有緊固件，緊固件一方面用于定位空芯管(13)，另一方面用于通過準(zhǔn)直系統(tǒng)校正空芯管(13)與腔內(nèi)的光軸重合度。
10.一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器的制造工藝，其特征是1)獲取金屬棒材； 2)按殼體要求加工外徑； 3)同軸加工端面激光二極管腔體； 4)同軸加工耦合透鏡腔體，使耦合透鏡腔體外徑大于激光二極管腔體外徑； 5)同軸加工激光介質(zhì)腔體,使激光介質(zhì)腔體外徑大于耦合透鏡腔體外徑； 6)同軸加工調(diào)Q晶體腔體,使調(diào)Q晶體腔體外徑大于激光介質(zhì)腔體外徑； 7)加工激光二極管引線通道孔； 8)加工內(nèi)或外螺紋；9)用同一根棒材另一段，同軸加工輸出光纖端蓋的外徑；10)同軸加工輸出光纖通道； 11)同軸加工外或內(nèi)螺紋，使前殼與端蓋配合；12)依次將激光二極管、耦合透鏡、激光介質(zhì)、調(diào)Q晶體配套裝入左殼體內(nèi)；13)將輸出光纖組件裝入右殼體內(nèi)；14)將激光二極管和調(diào)Q晶體引線從引線通道引出；15)左殼體和右殼體連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光二極管泵浦固體激光器，特別是一種光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器及制造工藝，該激光器，其特征是包括固定在殼體內(nèi)的激光介質(zhì)和輸出光纖，在激光介質(zhì)的一端面鍍有1064nm全反膜和808nm全透膜，殼體內(nèi)的輸出光纖端面鍍1064nm部分透射膜和808nm全反膜，激光介質(zhì)鍍有1064nm全反膜的端面和輸出光纖鍍1064nm部分透射膜端面在殼體內(nèi)形成諧振腔，激光介質(zhì)受端面激光二極管腔外泵浦，在腔內(nèi)形成對(duì)1064nm振蕩輸出。本發(fā)明的激光器是一種體積小、可靠性和耦合效率高的光纖耦合輸出激光二極管泵浦固體激光器。
文檔編號(hào)H01S3/08GK102780150SQ20121025929
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者文建國(guó), 李兵斌, 王石語, 蔡德芳, 過振 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)