专利名称：端面泵浦调q固体激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光技术领域，具体是一种端面泵浦调Q固体激光器。
背景技术：
端面泵浦激光器因其装置简单、增益介质对泵浦光的吸收十分充分、效率高等特点而受欢迎，然而因泵浦光功率等的变化，激光介质的热透镜焦距将变化，同时聚集的泵浦光斑半径和曲率半径也发生变化，这些将导致振荡光与泵浦光的模匹配被破坏，从而降低激光器的输出功率和效率。
传统的端面泵浦激光器大多通过调整谐振腔的光学长度来解决上述振荡光与泵浦光的模匹配问题，如中国专利“激光二极管端面泵浦的高效高功率固体激光器”(专利号为02278626.0)包括位于同一光轴上的泵浦源、光学耦合系统、由全反镜和输出镜组成的光学谐振腔以及设置在两镜之间的固体激光介质，该激光器通过沿光轴方向平移谐振腔的全反镜来调整泵浦光和振荡光的模匹配问题，这种方法不但增加了整个激光器的体积，而且会影响谐振腔中光的振荡模式，从而使激光的输出受到影响。
另外，在国内绝大部分研究只局限于激光器的连续或准连续，对激光器调Q研究很少，这些问题都阻碍了高功率端面泵浦调Q激光器的商品化，国内目前还没有输出功率在10W以上的端面泵浦调Q固体激光器产品。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种端面泵浦调Q固体激光器，该激光器通过沿光轴方向平移聚焦透镜来调整泵浦光和振荡光的模匹配，并采用声光调Q方式来得到激光器输出功率大、光-光转换效率高的目的。
本端面泵浦调Q固体激光器包括泵浦源1、光学耦合系统8以及由全反镜和输出镜组成的光学谐振腔9，其特征在于所述光学谐振腔9内设置激光介质5，激光介质5和光学谐振腔9的输出镜7之间设置调Q器件6；所述光学耦合系统8包括一使泵浦光变成平行光的准直透镜2和一使平行光聚焦的聚焦透镜3，所述准直透镜2、聚焦透镜3、全反镜4、激光介质5、调Q器件6、输出镜7均位于光轴10上，聚焦透镜3能沿光轴10方向平移。
使用时，准直透镜2将泵浦源1发出的激光变为平行光，沿光轴10方向平移聚焦透镜3将平行光聚集入射到光学谐振腔9内的激光介质5，该激光在光学谐振腔9内振荡放大、并经调Q器件6调制后从输出镜7输出脉宽小于10ns、峰值功率高达50KW-80KW的激光。
本端面泵浦调Q固体激光器通过调节聚焦透镜来实现泵浦光和谐振腔的模匹配，激光器体积小、光—光转换效率高而且输出稳定，在谐振腔内设置声光调Q器，大大提高了激光器的输出功率，另外其泵浦光直接通过光学耦合系统耦合到激光介质，不需外接光纤进行传输，减少了传输损耗，降低了成本。
图1是本端面泵浦调Q固体激光器的光路示意图；图2是其在20KHz调Q信号下获得的脉冲波形；图3是其在30KHz调Q信号下获得的脉冲波形；
图4是本实施例激光器输出的激光强度分布图。
具体实施方式
如图1所示，本端面泵浦调Q固体激光器包括泵浦源1、光学耦合系统8、以及由全反镜和输出镜组成的光学谐振腔9，所述光学谐振腔9内设置激光介质5，激光介质5和光学谐振腔9的输出镜7之间设置调Q器件6；所述光学耦合系统8包括一使泵浦光变成平行光的准直透镜2和一使平行光聚焦的聚焦透镜3，所述准直透镜2、聚焦透镜3、全反镜4、激光介质5、调Q器件6、输出镜7均位于光轴10上，聚焦透镜3能沿光轴10方向平移。
在本实施例中，泵浦源1采用波长为808nm的激光二极管，调Q器件6采用声光调制晶体构成的声光调制器，激光介质5为掺钕钒酸钇(Nd:YVO4)晶体，所述光学谐振腔9的全反镜4采用平面透镜，全反镜4对808nm泵浦光全透、对1.064μm激光全反；所述光学谐振腔9的输出镜7采用平面透镜，输出镜7对1.064μm激光输出范围为10％～40％。
该激光器的平均输出功率大于12W，光—光转换效率大于45％，长期稳定性小于1％，其调Q频率可达100KHz，如图2、3所示，在20KHz、30KHz调Q信号下本激光器可获得脉宽小于10ns的脉冲波形，如图4所示为本激光器输出的激光强度分布图。
下面简述本端面泵浦调Q固体激光器的工作原理激光器运行时，从激光二极管泵浦源1发出的激光通过准直透镜2后成为平行光，平行光被聚焦透镜3聚焦入射到光学谐振腔9内的Nd:YVO4激光介质5内，Nd:YVO4激光介质5被激励而发出1.064μm激光，该激光在光学谐振腔9内振荡放大，经调Q器件6调制后，产生脉宽小于10ns、峰值功率高达50KW-80KW的调制激光，调制后的部分激光透过输出镜7输出。使用过程中，可以沿光轴10方向平移聚焦透镜3，使准直透镜2转换后的平行光可以聚集入射到光学谐振腔9内的激光介质5，从而既解决了振荡光与泵浦光的模匹配问题，也保证了激光器输出的激光不受影响。
在实际应用中，根据不同的需要本实用新型所述的泵浦源1可以选用各种功率的激光二极管，所述激光介质5可以选用掺Nd(钕)浓度不同的各种Nd:YVO4晶体，所述调Q器件可以选用不同频率如27MHz或40MHz的声光调Q器件，所述全反镜4和输出镜7可以根据需要选用各种透镜，如平面透镜，不同曲率半径的凹透镜和凸透镜。
权利要求1.一种端面泵浦调Q固体激光器，包括泵浦源(1)、光学耦合系统(8)以及由全反镜和输出镜组成的光学谐振腔(9)，其特征在于所述光学谐振腔(9)内设置激光介质(5)，激光介质(5)和光学谐振腔(9)的输出镜(7)之间设置调Q器件(6)；所述光学耦合系统(8)包括一使泵浦光变成平行光的准直透镜(2)和一使平行光聚焦的聚焦透镜(3)，所述准直透镜(2)、聚焦透镜(3)、全反镜(4)、激光介质(5)、调Q器件(6)、输出镜(7)均位于光轴(10)上，聚焦透镜(3)能沿光轴(10)方向平移。
2.根据权利要求1所述的端面泵浦调Q固体激光器，其特征在于所述调Q器件(6)是由声光调制晶体构成的声光调制器。
3.根据权利要求1所述的端面泵浦调Q固体激光器，其特征在于所述激光介质(5)为Nd:YVO4晶体。
4.根据权利要求1所述的端面泵浦调Q固体激光器，其特征在于所述光学谐振腔(9)的全反镜(4)为平面透镜、或凸透镜、或凹透镜。
5.根据权利要求1所述的端面泵浦调Q固体激光器，其特征在于所述光学谐振腔(9)的输出镜(7)为平面透镜、或凸透镜、或凹透镜。
专利摘要一种端面泵浦调Q固体激光器，包括泵浦源、光学耦合系统以及由全反镜和输出镜组成的光学谐振腔，光学谐振腔内设置激光介质，激光介质和光学谐振腔的输出镜之间设置调Q器件；光学耦合系统包括一准直透镜和一聚焦透镜，准直透镜、聚焦透镜、全反镜、激光介质、调Q器件、输出镜均位于同一光轴上，聚焦透镜能沿光轴方向平移。本激光器通过调节聚焦透镜来实现泵浦光和谐振腔的模匹配，激光器体积小、光－光转换效率和输出功率高，其泵浦源、光学耦合系统和谐振腔之间不需外接光纤进行传输，传输损耗小，成本低。
文档编号H01S3/00GK2674720SQ200420015109
公开日2005年1月26日 申请日期2004年1月16日 优先权日2004年1月16日
发明者吕凤萍, 蔡元平, 张洪鑫, 高云峰, 任宁 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司