一种多棱柱激光器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于激光器领域，尤其是一种多棱柱激光器。
【背景技术】
[0002] 激光器在激光加工工业上有广泛的应用，激光器可以用来对材料进行打标、打孔、 切割、焊接、冲击成形、使材料相变硬化等。这些对激光器的功率和功率的控制有很多要求。 常规的激光器谐振腔，激光增益介质一般采用棒状结构，光学谐振腔设置在棒状增益介质 的轴线上，产生的激光沿增益介质的轴线纵向传输振荡。对于固体激光器而言，激光工作介 质只能将部分栗浦能量转化为激光输出，相当一部分栗浦能量转变工作介质内的废热。这 些废热会引起严重的负面效应，其中热致折射率梯度即为其负面效果之一。激光工作介质 内的热致折射率梯度，会使得原本折射率均匀的激光介质变为类透镜介质，这种效应称为 热透镜效应。热透镜效应会导致光束波前畸变，光束会聚，严重时光束聚焦于激光介质内 部，在材料内部产生激光损伤。因此，散热问题一直都是影响激光器输出功率提高和激光器 输出光束质量的瓶颈问题。
[0003] 中国专利CN103887691A公开了一种环形腔激光器，包括激励源、半导体增益介质 和谐振腔。该发明将半导体增益介质的前端面作为谐振腔腔镜，构成的谐振腔中包括了半 导体增益介质，利用法拉第旋转片及λ/2片使得激光在腔内往返一次通过半导体增益介 质时偏振方向一致，且在增益介质外保持单向传输，再结合腔内其他偏振光学元件，使得往 返光方向分离，从而实现环形腔结构。但是光路结构复杂，难以大规模制造；有效激光增益 介质采用棒状结构，散热问题没有得到较好的缓解。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多棱柱激光器，光路结构简单，易于 大规模生产，且散热问题得到解决。
[0005] 本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006] -种多棱柱激光器，包括外部形状为正η棱柱状的增益介质和位于中心的冷却系 统，所述增益介质的侧面中一个面镀（90_180/η)°部分反射膜，其余η-1个面镀（90-180/ η) °全反射膜。
[0007] 进一步，所述反射膜为金属反射膜、全电解质反射膜或金属电解质反射膜。
[0008] 在上述方案中，所述冷却系统为冷却介质、冷气或冷却装置。
[0009] 在上述方案中，所述增益介质为固体增益介质。
[0010] 激光束进入本发明所述的多棱柱激光器中，在前η-1个正多棱柱侧面以角度 (90-180/η) °发生全反射，形成振荡，最终形成稳定的激光束从第η个镀部分反射膜的侧 面输出，输出光即为激光振荡器输出光。
[0011] 镀全反射膜是为了增加反射率形成振荡，镀半透半反膜是为了在形成振荡的基础 上，激光的输出，根据不同的光束和材料界面，选取相应的镀膜。
[0012] 本发明所述的多棱柱激光器具有其独特的优点，充分的利用介质，结构简单，而且 能很好的对工作介质冷却，提高生产效率，且方便生产，有利于在工业上的推广。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明所述多棱镜激光器的俯视图。
[0014] 图2为本发明实施例2所述正六棱柱激光器的俯视图。
[0015] 图3为本发明实施例1所述正五棱柱激光器的俯视图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0017] 如图1所示的多棱镜激光器的俯视图，包括外部形状为正η棱柱状的增益介质1 和位于中心的冷却系统2,所述增益介质的侧面中一个面S η镀（90-180/η)°部分反射膜， 其余η-1个面Sl~S(n-l)镀（90-180/η) °全反射膜。
[0018] 实施例1
[0019] 如图2所不，以六棱柱激光器为例，在五棱柱的侧面Sl~侧面S5镀反射角为60° 的全反射膜，在侧面S6镀反射角为60°的部分反射膜，激光束由侧面Sl~侧面S5发生全 反射，最终从镀部分反射膜的侧表面S6出射激光；冷却系统内部为冷却水，冷却水对正六 棱柱状固体增益介质1进行冷却。
[0020] 在六棱柱激光器中，光在侧表面的传输矩阵彡
在边长为单位1的情况下， 光在介质里的传输矩阵
光在腔内往返一次总的变换矩阵为
'根
据谐振腔的稳定性条件： 〇<iM + D><l时是稳定腔可知，六棱柱激光器的 3 谐振腔为稳定腔。
[0021] 实施例2
[0022] 如图3所示，以五棱柱激光器为例，在正五棱柱的侧面Sl~侧面S4镀反射角为 54°的全反射膜，在侧面S5镀反射角为54°的部分反射膜，激光束由侧面Sl~侧面S4发 生全反射，最终从镀部分反射膜的侧表面S5出射激光；冷却系统2内部为冷却装置，冷却水 对正五棱柱状固体增益介质1进行冷却。经计算，无棱柱激光器的谐振腔也为稳定腔。
[0023] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不 背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换 或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种多棱柱激光器，其特征在于，包括外部形状为正n棱柱状的增益介质和位于中 心的冷却系统，所述增益介质的侧面中一个面镀（90-180/n)°部分反射膜，其余n-1个面 镀（90-180/n) °全反射膜。2. 如权利要求1所述的多棱柱激光器，其特征在于，所述反射膜为金属反射膜、全电解 质反射膜或金属电解质反射膜。3. 如权利要求1所述的多棱柱激光器，其特征在于，所述冷却系统为冷却介质、冷气或 冷却装置。4. 如权利要求1~3中任意一项所述的多棱柱激光器，其特征在于，所述增益介质为固 体增益介质。
【专利摘要】本发明提供了一种多棱柱激光器，属于激光器领域；包括外部形状为正n棱柱状的增益介质和位于中心的冷却系统，所述增益介质的侧面中一个面镀(90-180/n)°部分反射膜，其余n-1个面镀(90-180/n)°全反射膜，所述冷却系统外表面镀(90-180/n)°全反射膜；本发明所述的多棱柱激光器具有其独特的优点，充分的利用介质，结构简单，而且能很好的对工作介质冷却，提高生产效率，且方便生产，有利于在工业上的推广。
【IPC分类】H01S3/042, H01S3/081
【公开号】CN105048264
【申请号】CN201510502412
【发明人】陈美 , 叶云霞, 周建忠, 贾子扬, 何海宾, 黄帅
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月14日