一種平凹腔被動調(diào)q激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種平凹腔被動調(diào)Q激光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 自激光問世W來，激光加工技術(shù)就受到人們的重視，至今激光加工技術(shù)已成為先 進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。由于激光束具有單色性好、能量密度高、空間控制性和時(shí)間控 制性良好等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前它已廣泛應(yīng)用于材料加工等領(lǐng)域，針對于激光微加工，材料標(biāo) 記等領(lǐng)域的激光器主要有紅外激光器、綠光激光器、紫外光激光器。但現(xiàn)有的激光器較為復(fù) 雜，主要采用聲光或電光調(diào)Q的固體激光器倍頻來實(shí)現(xiàn)的，成本也較高。
[0003] 專利文獻(xiàn)CN2781607A于2006年05月17日公開了一種采用平面反射的激光器， 可用于電光調(diào)Q的免調(diào)試固體激光器，它包括激光椿、前反射鏡、角錐棱鏡、電光Q開關(guān)，在 后反射鏡的角錐棱鏡的角頂放置在激光椿的軸線上，在角錐棱鏡與前反射鏡之間包含電光 Q開關(guān)、偏振鏡和激光椿，其中偏振鏡作為禪合輸出鏡，在腔內(nèi)可放置波片。該激光器具有體 積小、重量輕，效率高，抗失調(diào)能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高，不但適合于被動調(diào)Q，而且適合于主動電光 調(diào)Q，便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、組件化、系列化，可W廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)加工、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域。
[0004] 該專利文獻(xiàn)代表的現(xiàn)有技術(shù)采用平平腔被動調(diào)Q，激光器的熱穩(wěn)定性差，達(dá)到穩(wěn)定 工作狀態(tài)時(shí)間比較長。在激光器工作初始狀態(tài)，由于增益晶體的熱透鏡效應(yīng)需一定的平衡 時(shí)間，平平腔在該個(gè)時(shí)間內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出，影響最終的工作效果，比如激光打標(biāo)書寫一 個(gè)字的時(shí)候，初始的筆畫不清晰，穩(wěn)定后的標(biāo)記筆畫才清晰。平平腔的失調(diào)靈敏度高，在運(yùn) 輸或工作過程中的震動有可能會影響平平腔的平行度，進(jìn)而影響激光器的輸出效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型提供一種加快實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的激光輸出的平凹腔被動調(diào)Q激光器。
[0006] 本實(shí)用新型的目的是通過W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 一種平凹腔被動調(diào)Q激光器，包括累浦系統(tǒng)，與累浦系統(tǒng)依次光禪合的準(zhǔn)直鏡、聚 焦鏡、諧振腔，其特征在于，所述諧振腔從聚焦鏡一側(cè)起，依次包括光禪合的反射鏡、增益組 件、被動調(diào)Q晶體和輸出鏡；所述輸出鏡出光面禪合有非線性晶體；所述累浦系統(tǒng)包括累浦 源，給累浦源供電的驅(qū)動源；所述反射鏡、輸出鏡中至少一個(gè)為凹面鏡；凹面的曲率半徑范 圍為 50mm-1000mm。
[000引進(jìn)一步，增益組件的入光面鍛膜，形成所述反射鏡；所述輸出鏡為凹面鏡。
[0009] 進(jìn)一步，所述增益組件為單增益的增益晶體，所述非線性晶體為二倍頻晶體；所述 反射鏡采用凹面鏡，所述被動調(diào)Q晶體出光面一端鍛有半反半透膜，形成所述輸出鏡，所述 第一增益晶體、被動調(diào)Q晶體、二倍頻晶體采用透明膠材膠合或利用分子鍵合的方式固定。
[0010] 進(jìn)一步，所述反射鏡為凹面鏡，輸出鏡為平面鏡；或者，所述反射鏡為平面鏡，輸出 鏡為凹面鏡；或者，所述反射鏡和輸出鏡均為凹面鏡。
[0011] 進(jìn)一步，所述凹面的曲率半徑范圍為300-500mm。
[0012] 進(jìn)一步，所述被動調(diào)Q晶體的透過率范圍為50% -95%。
[0013] 進(jìn)一步，所述增益組件為單增益的增益晶體，所述非線性晶體為二倍頻晶體，所述 第一增益晶體的材質(zhì)為Nd;YAG晶體，Nd;YV04晶體，Nd;GGG晶體，Nd;YLF晶體，Nd:GdV04 晶體，Nd:YAP晶體或Nd:Luv04晶體中的任意一種；所述被動調(diào)Q晶體為化:YAG晶體， &:ZnS晶體，Sesam晶體或V:YAG晶體中的任意一種；所述累浦源為連續(xù)半導(dǎo)體激光 器或脈沖半導(dǎo)體激光器，當(dāng)累浦源為脈沖半導(dǎo)體激光器時(shí)，其中屯、波長為808nm±5nm， 880nm±5nm，885nm±5nm、915nm±5nm、940nm±5nm中的一種或W上任意兩種波長的組合。
[0014] 進(jìn)一步，所述增益組件包括兩種不同性質(zhì)的增益晶體，分別為采用各項(xiàng)同性、高上 能級壽命和高儲能材質(zhì)的第一增益晶體和采用具備偏振特性材質(zhì)的第二增益晶體；所述第 一增益晶體和第二增益晶體光禪合。
[0015] 進(jìn)一步，所述第一增益晶體為Nd;YAG晶體或Nd;YAG陶瓷晶體或YAG與Nd:YAG的 鍵合或膠合的晶體，第二增益晶體為Nd;YV04晶體或YV04與Nd;YV04的鍵合或膠合的晶 體；或者，第一增益晶體為Nd;YV04晶體或YV04與Nd;YV04的鍵合或膠合的晶體，第二增 益晶體為Nd;YAG晶體或Nd;YAG陶瓷晶體或YAG與Nd:YAG的鍵合或膠合的晶體，第一增益 晶體的出光面相距第二增益晶體的入光面距離小于10mm;
[0016] 或者，所述第一增益晶體為所述第一增益晶體為Nd;YAG晶體，其Nd離子的滲雜 濃度為0. 2% -2%，第二增益晶體為Nd;YV04晶體，其Nd離子的滲雜濃度為0. 1% -3%， 或者，第一增益晶體為Nd;YV04晶體其Nd離子的滲雜濃度為為0. 1 % -2%，第一增益晶體 (10)為Nd;YAG晶體，其Nd離子的滲雜濃度為0. 2 % -3 % ;
[0017] 所述被動調(diào)Q晶體為化:YAG、V:YAG、半導(dǎo)體飽和吸收體、石墨締中的任意一種，被 動調(diào)Q晶體的初始透過率為10% -95% ;
[001引所述累浦源為連續(xù)半導(dǎo)體激光器或脈沖半導(dǎo)體激光器，當(dāng)累浦源為光纖禪合輸出 的脈沖半導(dǎo)體激光器時(shí)，其中屯、波長為808皿±5皿，880皿±5皿，885皿±5皿中的一種或 W上任意兩種波長的組合；激光器殼體體積小于80x80x430mm3,其橫截面積小于80x80mm2， 長度小于430mm。
[0019] 一種如本實(shí)用新型所述的平凹腔被動調(diào)Q激光器的激光產(chǎn)生方法，包括步驟：
[0020] 累浦系統(tǒng)發(fā)出累浦光通過傳能光纖輸出到激光頭的準(zhǔn)直鏡；
[0021] 通過增益組件產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，發(fā)生自發(fā)福射；
[0022] 在反射鏡和輸出鏡組成的至少帶一個(gè)凹面鏡的諧振腔反饋?zhàn)饔孟拢a(chǎn)生受激福 射；
[0023] 在被動調(diào)Q晶體的作用下產(chǎn)生紅外脈沖激光；
[0024] 輸出鏡輸出紅外脈沖激光，再經(jīng)過非線性晶體產(chǎn)生單一波長的激光。
[0025] 目前所有的技術(shù)方案的反射鏡和輸出鏡都采用的是平面結(jié)構(gòu)，即其構(gòu)成的諧振 腔為平平腔。圖7所示為平平腔中，腔內(nèi)的光斑半徑隨熱透鏡焦距的變化的曲線示意圖； 該諧振腔的腔長為70mm，可W看出當(dāng)熱焦距從5000mm變化到80mm時(shí)，腔內(nèi)的光斑半徑從 0. 42mm變化到0. 12mm，變化范圍比較大。而本實(shí)用新型反射鏡、輸出鏡中至少一個(gè)為凹面 鏡，形成的為平凹腔，如圖8所示，凹面鏡R= 500mm，腔長也為70mm，腔內(nèi)的光斑半徑從 0. 25mm變化到0. 11mm，相對平平腔其光斑變化較小，對熱效應(yīng)不敏感。熱焦距與累浦功率 的關(guān)系如下：
[0026]
[0027] 5Pi"=nPp皿p
[002引其中n為熱轉(zhuǎn)換率，Pp胃為累浦功率。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例十二平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理示意圖；
[0030] 圖2是本實(shí)用新型各種平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理第一示意圖；
[0031] 圖3是本實(shí)用新型各種平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理第二示意圖；
[0032]圖4是本實(shí)用新型各種平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理第S示意圖；
[0033]圖5是本實(shí)用新型各種平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理第四示意圖；
[0034]圖6是本實(shí)用新型各種平凹腔被動調(diào)Q激光器的原理第五示意圖；
[0035] 圖7是現(xiàn)有的平平腔腔內(nèi)的光斑半徑隨熱透鏡焦距的變化的曲線示意圖；
[0036]圖8是本實(shí)用新型平凹腔腔內(nèi)的光斑半徑隨熱透鏡焦距的變化的曲線示意