专利名称：一种透过率可调的激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种透过率可调的激光器。
背景技术：
激光器的最佳透过率对激光器的设计至关重要，它直接影响激光器的最高输出 功率/能量。如果透过率选的太低，就会增加激光腔腔内的功率密度/能量密度，容 易烧坏光学元件，并且出光功率Z能量也较低；如果透过率选的太高，会使激光器的 阈值升高，腔的损耗加大，出光功率/能量也较低。而且，静态出光的最佳透过率和 调Q以后动态出光的最佳透过泰在很多时候是有很大差别的，尤其是激光能量比较 大、重复频率比较低时差别更入。而通过理论计算来获得最佳透过率的方法一般存 在比较大的误差，如文献l: W. Koechner的《Solid-State Laser Engineering)) 第5版pi04中公开的技术。
现有技术中，技术人员在工程和实验中获得激光器最佳通过率的办法是在激光 器腔型确定以后，通过更换不同透过率的输出镜的办法来实现功率/能量的最大输 出。但这种办法又费时又难以准确，尤其是在输出镜不是普通的平面镜而是有一定 曲率时，很难直接获得现成有售的不同通过率的输出镜，这样为了获得不同通过率 的输出镜去分别开锅镀膜的花费是巨大的，同时花费很多时间。
由于现有技术的不足，人们迫切希望能够有一种透过率可调的激光输出镜装置， 这样很容易就能得到最佳输出透过率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的激光器输出镜在最佳透过率的选择上存在的计 算过程繁琐、最佳透过率误差大、成本高的不足，从而提供一种透过率可调的激光 器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种透过率可调的激光器，如图1所示，包括第一全反射镜1设置在激光器光
路中的激光模块2的一端，输出镜单元6设置在激光模块2的另一端；其特征在于，
所述输出镜单元6由一与所述激光模块2的光轴成一夹角放置的偏振片3，置于偏
振片3的一侧的1/4波片4和第二全反射镜5组成。
进一步地，所述l/4波片4的平面是与激光光路垂直的。
进一步地，所述偏振片3的平面与激光模块2的光轴的夹角为布儒斯特角。
进一步地，所述1/4波片4是安装在一能够旋转地的支架上，通过旋转所述1/4
波片4改变其光轴的方向。
进一步地，所述1/4波片4位于靠近第二全反射镜5的一侧。 进一步地，所述1/4波片4位于靠近激光模块2的一侧。 进一步地，所述1/4波片4位于激光模块2和第一全反射镜1之间。 进一步地，激光从偏振片3透射输出。 进一步地，激光从偏振片3反射输出。 与现有技术相比，本发明的优点在于
本发明简单方便；安装调试容易；便于工程化推广；能够灵活调节激光器输出 透过率，实现最佳耦合输出。本发明可在各种固体激光器、气体激光器、染料激光 器等多种类型的需要优化激光器输出耦合度或需要定量或定性改变输出耦合度的激 光器中使用。
图1表示本发明实施例1的装置示意图； 图2表示本发明实施例2的装置示意图； 图3表示本发明实施例3的装置示意图4表示本发明实施例4的装置示意图。 图5表示本发明实施例5的装置示意图； 图6表示本发明实施例6的装置示意图； 图7表示本发明实施例7的装置示意图8表示本发明实施例8的装置示意图。
图面说明-
l一第一全反射镜； 2 —激光模块；
3—偏振片； 4—1/4波片；
5 —第二全反射镜； 6 —透过率可调单元；7 —1/2波片； 8 —调Q单元。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述 实施例1
参照图l，制作透过率可调的激光器，包括第一全反射镜1设置在激光器光路
中的激光模块2的一端，输出镜单元6设置在激光模块2的另一端；输出镜单元6 由一与激光模块2的光轴成布儒斯特角放置的偏振片3，置于偏振片3的一侧的1/4 波片4和第二全反射镜5组成，1/4波片4靠近第二全反射镜5。 1/4波片4的平面 是与激光光路垂直的。1/4波片4是安装在一能够旋转的支架(图中未示出)上， 通过旋转所述1/4波片4改变其光轴的方向。
第一全反射镜1的材料是K9玻璃或熔石英，本实施例采用K9玻璃，其上有反 射率大于或等于99.5%的介质膜，本实施例中介质膜发射率为99.5%。激光模块2 由工作物质和泵浦源组成，工作物质的材料是Nd:YAG,掺杂浓度选为1%，泵浦源采 用连续氪灯泵浦，偏振片3的材料采用K9玻璃，其上镀有相应的偏振介质膜， 一般 水平方向偏振(P偏振)透过率大于或等于95%，本实施例中水平方向偏振(P偏振) 透过率等于95%;垂直方向偏振反射率大于或等于99%，本头'施例中垂直方向偏振反 射率等于99%，偏振片的制作技术是领域技术人员熟知的，本实施例中采用市场所 售的偏振器件。第二全反镜M2的材料采用K9玻璃或熔石英，反射率大于或等于 99.5%,本实施例中采用K9玻璃，发射率等于99.5%。
第一全反射镜1和第二全反射镜5通过常规的镜架來固定，其固定方式是本领 域技术人员熟知的。激光模块2固定在聚光腔(图中未示出)内，为本领域技术人 员熟知。
对上述实施例的装置进行具体调整输出镜透过率的步骤如下
1、 用He-Ne激光器将第一全反射镜l、激光模块2、偏振片3、 1/4波片4、第 二全反射镜5准直使得光从第一全反射镜1垂直反射，He-Ne光经过激光模块2，从 激光模块2出射的光经偏振片3反射后垂直通过1/4波片4，并在第二全反射镜5 上垂直反射沿原路返回；启动电源使激光模块2出光，调整前后腔镜将出光功率/ 能量调到最大；
2、 将一个功率计/能量计放到图1中从偏振片3透射的箭头所指的出光方向位
置检测光功率或能量，旋转l/4波片4，将出光光强调到最大；
3、当1/4波片4的主光轴方向与偏振片3的垂直偏振方向成45度时，透过率
为100%;当1/4波片4的主光轴方向与偏振片3的垂直偏振方向成0度或90度时，
透过率为0。在当1/4波片4的主光轴方向与偏振片3的垂直偏振方向成任意角度
e度时，透过率可由公式T=cos(90-2X e)计算。
因为对于各向同性的激光工作物质如Nd:YAG，偏振片的加入会引进一定程度的
退偏，如果要矫正退偏，可以在工作物质的两侧各放置一l/4波片，其他不变。 本实施例中1/4波片4靠近第二全反射镜5，两者和激光模块2都处于偏振片3
的同一侧，激光从偏振片3透射而出，出光方向与激光模块2的光轴的夹角为布儒
斯特角。
实施例2
如图2所示制作透过率可调的激光器，在实施例1的基础上，将1/4波片4移 至靠近激光模块2的一侧，其他同实施例l。这样做的好处在于激光器出光方向更 加自由，出光方向与激光模块2的光轴方向一致。
实施例3
如图3所示制作透过率可调的激光器，将实施例2中的1/4波片4移至激光模 块2和第一全反射镜1之间，其他同实施例2。本实施例中激光器出光方向与激光 模块2的光轴方向一致。
实施例4
如图4所示制作透过率可调的激光器，第一全反射镜1设置在激光器光路中的 激光模块2的一端，输出镜单元6设置在激光模块2的另一端；输出镜单元6由一 与激光模块2的光轴成布儒斯特角放置的偏振片3，置于偏振片3的一侧的1/4波 片4和第二全反射镜5组成，1/4波片4靠近第二全反射镜5。 1/4波片4的平面是 与激光光路垂直的。1/4波片4是安装在一能够旋转的支架(图中未示出)上，通 过旋转所述1/4波片4改变其光轴的方向。
与实施例l不同的是，本实施例中，第一全反射镜l、激光模块2、偏振片3、 1/4波片4、第二全反射镜5处于同一直线光轴上，其他同实施例l。
本实施例中1/4波片4和第二全反射镜5处于偏振片3的一侧，激光模块2处 于偏振片3的另一侧，激光从偏振片3反射而出，出光方向与激光模块2的光轴的 夹角为布儒斯特角。
实施例5
如图5所示制作透过率可调的激光器，在实施例4的基础上，将l/4波片4移 至靠近激光模块2的一侧，其他同实施例4。本实施例中激光从偏振片3的不同于 实施例4的另一侧反射而出，出光方向与激光模块2的光轴的夹角为布儒斯特角。
实施例6
如图6所示制作透过率可调的激光器，将实施例4中的1/4波片4移至激光模 块2和第一全反射镜1之间，其他同实施例4。本实施例中激光从偏振片3反射而 出，出光方向与激光模块2的光轴的夹角为布儒斯特角.，
实施例7
实施例1一6是对连续工作的激光器或自由振荡的脉冲激光器时制作透过率可 调激光器，本实施例对于需要调Q输出的激光器，如图7所示在实施例1基础上， 还包括调Q单元8设置在输出镜单元6和激光模块2之间的光路上。
实施例8
对于各向异性的激光工作物质比如Nd: YVO.,，如图8所示，在实施例l基础上 还包括1/2波片7放置在一能够旋转的支架上(图中未示出)，通过旋转该1/2波片 7，调整其光轴方向，将出光光强调到最大。其他同实施例i。
上述实施例1一8中，所用的泵浦源是连续氪灯，本领域技术人员清楚，泵浦源 也可以换成脉冲氙灯或者半导体激光器(User Diode)。以上的实施例中，所用的 工作物质也可以选用其他的工作物质材料。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管 参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1、一种透过率可调的激光器，包括第一全反射镜(1)设置在激光器光路中的激光模块(2)的一端，输出镜单元(6)设置在激光模块(2)的另一端；其特征在于，所述输出镜单元(6)由一与所述激光模块(2)的光轴成一夹角放置的偏振片(3)，置于偏振片(3)的一侧的1/4波片(4)和第二全反射镜(5)组成。
2、 根据权利要求1所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述l/4波片(4) 的平面与激光光路垂直。
3、 根据权利要求1所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述偏振片(3) 的平面与激光模块(2)的光轴的夹角为布儒斯特角。
4、 根据权利要求l、 2或3任一项所述透过率可调的激光器，其特征在于，还 包括一旋转支架，所述1/4波片(4)安装在该能够旋转地的支架上，通过旋转使 1/4波片(4)改变光轴的方向。
5、 根据权利要求l所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述l/4波片(4) 位于靠近第二全反射镜(5)的一侧。
6、 根据权利要求1所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述1/4波片(4) 位于靠近激光模块(2)的一侧。
7、 根据权利要求1所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述1/4波片(4) 位于激光模块(2)和第一全反射镜(1)之间。
8、 根据权利要求5或6或7所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述第二 全反射镜(5)和所述激光模块(2)都处于所述偏振片(3)的同一侧，激光从偏振 片(3)透射输出。
9、 根据权利要求5或6所述透过率可调的激光器，其特征在于，所述第二全反 射镜(5)处于所述偏振片(3)的一侧，所述激光模块(2)处于所述偏振片(3) 的另一侧，激光从偏振片(3)反射输出。
全文摘要
本发明公开了一种透过率可调的激光器，包括第一全反射镜设置在激光器光路中的激光模块的一端，输出镜单元设置在激光模块的另一端；所述输出镜单元由一与所述激光模块的光轴成一夹角放置的偏振片，置于偏振片一侧的1/4波片和第二全反射镜组成。本发明简单方便，能够灵活调节激光器输出透过率。
文档编号G02F1/35GK101106248SQ200610098910
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者崔建丰, 樊仲维, 博 裴 申请人:北京国科世纪激光技术有限公司