专利名称：一种高能量激光倍频调q装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光设备，尤其涉及一种高能量激光设备。
背景技术：
掺钛蓝宝石激光器，简称钛宝石激光器，因其在输出激光波长在较大的范围内连续可调(660ηπΓ . I μπι)而在医学和科研方面有着广泛的用途，其常用的泵浦源则经常采用目前技术已经较成熟的532nm电光调Q脉冲激光，而532nm激光则一般使用灯泵的Nd = YAG激光器腔外倍频得到。532nm电光调Q脉冲激光常用于对钛宝石激光器的泵浦，而钛宝石的损伤阈值较低，为获得较大的调谐后的输出激光，一般采用多级放大的方式来得到，，泵浦源则常采用具有较大单脉冲能量的调Q532nm激光器，使用时使用固定透反射率的分光镜进行分光后 分别做振荡级和放大级的泵浦源。产生532nm激光的倍频晶体通常采用偏硼酸钡(BBO)、三硼酸锂(LBO)、磷酸二氢钾(KDP)和铌酸锂(LN)等非线性材料，但这些材料存在或生长困难、或匹配困难、或损伤阈值低、或易潮解等各种难题导致难以普及推广使用。现在一般采用磷酸钛氧钾(KTP)晶体来作为倍频晶体使用，尽管该晶体存在相位匹配角对温度变化敏感，高功率泵浦时有灰迹效应、且该晶体激光损伤阈值较低的缺点，但该晶体存在非线性系数大、在空气中性质稳定、倍频效率高等优点，由于目前工艺已经很成熟，性价比高，是目前中小型激光器中最常使用的非线性晶体材料。对于医学和科研方面，使用的高能量的调Q532nm激光通常使用大光斑基频激光通过大尺寸的倍频晶体然后压缩光束直径来获得，但能获得的高能量倍频激光最大能量受晶体和晶体上膜层的损伤阈值的局限无法太高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种用于多光路同时倍频合束输出高能量调Q激光的装置。该装置能输出高能量倍频光激光，并且能有效的降低对倍频晶体尺寸和质量的要求。本发明为解决上述技术问题采用如下的技术方案
一种高能量激光倍频调Q装置，包括一线偏振电光调Q激光发生装置，还包括至少两个分光倍频装置以及一合束镜组；所述的分光倍频装置包括沿分光光路顺序设置的分光镜、二分之一波片或四分之一波片、倍频晶体、基频光高反倍频高透的滤光片，扩束镜组、光阑以及倍频光全反射镜，所述每个分光倍频装置中的分光镜都设置在所述线偏振电光调Q激光发生装置的激光出射光路上，所述每个分光倍频装置中的全反射镜的出射光路对应所述合束镜组、并通过所述合束镜组将所述至少两个分光倍频装置输出的多路激光的整形合束输出。所述的线偏振电光调Q激光发生装置为1064nm线偏振电光调Q激光发生装置；所述的分光镜为1064nm分光镜，所述的滤光片为1064nm高反532nm高透滤光片，所述的扩束镜为532nm扩束镜组，所述的全反射镜为532nm全反射镜。本发明通过巧妙的分光、倍频、合束的设计有效地完成了高能量调Q激光的倍频，通过光学器件将高能量调Q激光以特定的透射/反射比例(Tp/Rp)进行分光，经过不同的光学器件将基频激光分成接近均匀的等份，然后通过倍频晶体进行对分光后的基频激光倍频然后滤光后输出倍频光激光，倍频输出的激光经过准直扩束光阑整形后再由透镜组合束成一路激光输出。这样既完成了高能量调Q激光的倍频，又合理巧妙地控制了倍频晶体的尺寸，控制了光学元件的成本。为保证光束的能量分布尽量均匀，在各光路中装有二分之一波片，通过对倍频晶体和二分之一波片的调节，可以使各路的激光的能量密度尽量相同，同时利用光阑使最终输出的激光的能量密度尽量均匀。在相应的非主光路的末端使用陶瓷片对激光进行散射吸收。同时，通过旋转波片的角度和倍频晶体的角度，即可实现各光路能量单独可调。为实现合束后输出的激光的能量密度尽量均匀，在对应的光路中设置有光阑，通过调节和使用合适形状和尺寸的光阑，即可实现合束后激光光斑形状和能量分布的调节。通过改变晶体材料和镀膜还可以实现其他各种波长的多光路同时倍频合束输出。本发明巧妙的利用容易获得优异光束质量的高能量1064nm激光的优势，使用分光镜和二分之一波片(或四分之一波片)对各光路中的倍频输出进行单独调节，充分利用了电光调Q1064nm激光器的性能。而且根据前述的技术方案，通过改变分光镜的分光比例及数量以及对合束镜入射光束进行空间排布，可以实现更高能量的输出，通过改变晶体材料和镀膜即可实现不同波长的多光路同时倍频合束输出。基于最终用途，在许多应用中对光束相干性要求不高的情况下可以采用先对基频光进行分光然后分别倍频再合束的方法实现，该方法既可以获得高能量的倍频激光又可以有效避免因损伤阈值低带来的问题。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中
图I是本发明多光路同时倍频合束输出高能量调Q激光设备的光路结构示意图。图中
I.1064nm线偏振电光调Q激光发生装置 2. 1064nm分光镜
3.二分之一波片(或四分之一波片)4.倍频晶体
5.1064nm高反532nm高透滤光片6. 532nm扩束镜组
7.光阑8. 532nm全反射镜 9.合束镜组。
具体实施例方式图I示出了一种高能量激光倍频调Q装置，包括一 1064nm线偏振电光调Q激光发生装置1，还包括三个分光倍频装置以及一合束镜组9 ;所述的分光倍频装置包括沿分光光路顺序设置的1064nm分光镜2、二分之一波片3 (或四分之一波片)、倍频晶体4、1064nm高反532nm高透滤光片5，532nm扩束镜组6、光阑7以及532nm全反射镜8，所述每个分光倍频装置中的1064nm分光镜2都设置在所述1064nm线偏振电光调Q激光发生装置I的激光出射光路上，所述每个分光倍频装置中的532nm全反射镜8的出射光路对应所述合束镜组9、并通过所述合束镜组9将所述三个分光倍频装置输出的三路532nm激光的整形合束输出。通过改变倍频晶体材料和镀膜还同样可以实现其他各种波长的多光路同时倍频、并合束输出。根据前述的技术方案，同样地，通过改变分光镜的分光比例及数量以及对合束镜入射光束进行空间排布，也可以配置其它数量的分光倍频装置，从而实现更高能量的输出，
以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内 ，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种高能量激光倍频调Q装置，包括一线偏振电光调Q激光发生装置，其特征在于还包括至少两个分光倍频装置以及ー合束镜组；所述的分光倍频装置包括沿分光光路顺序设置的分光镜、二分之一波片或四分之一波片、倍频晶体、基频光高反倍频光高透的滤光片，扩束镜组、光阑以及倍频光全反射镜，所述每个分光倍频装置中的分光镜都设置在所述线偏振电光调Q激光发生装置的激光出射光路上，所述每个分光倍频装置中的全反射镜的出射光路对应所述合束镜组、并通过所述合束镜组将所述至少两个分光倍频装置输出的多路激光的整形合束输出。
2.根据权利要求I所述的高能量激光倍频调Q装置，其特征在于所述的线偏振电光调Q激光发生装置为1064nm线偏振电光调Q激光发生装置；所述的分光镜为1064nm分光镜，所述的滤光片为1064nm高反532nm高透滤光片，所述的扩束镜为532nm扩束镜组，所述的全反射镜为532nm全反射镜。
全文摘要
本发明公开了一种高能量激光倍频调Q装置，包括一线偏振电光调Q激光发生装置，还包括至少两个分光倍频装置以及一合束镜组；所述的分光倍频装置包括沿分光光路顺序设置的分光镜、二分之一波片或四分之一波片、倍频晶体、基频光高反倍频光高透的滤光片，扩束镜组、光阑以及倍频光全反射镜，所述每个分光倍频装置中的分光镜都设置在所述线偏振电光调Q激光发生装置的激光出射光路上，所述每个分光倍频装置中的全反射镜的出射光路对应所述合束镜组、并通过所述合束镜组将所述至少两个分光倍频装置输出的多路激光的整形合束输出，同时有效的降低对倍频晶体尺寸和质量的要求。
文档编号H01S3/11GK102664344SQ201210175979
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者曹庆丰, 王伟 申请人:上海奥通激光技术有限公司