专利名称：高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置的制作方法
技术领域：
本发明属于高功率气体激光器技术领域，特别涉及光学谐振腔采用非稳腔型式的气体激光器输出端腔镜安装装置。
背景技术：
激光器光学谐振腔分为稳定腔、非稳腔和临界腔三种型式。高功率气体激光器通常采用“平-凹”稳定腔(反射镜为纯铜镀金膜凹球面全反射镜，输出窗口为硒化锌镀介质膜平面部分反射镜)，这种腔型的好处是输出能量高，有一定的抗失谐能力，缺点是光束发散角较大。为同时获得小发散角和较大能量的激光，需要采用非稳腔型式。非稳腔有多种腔型，如共焦腔、平凸腔、对称腔等，在高能激光系统中，一般采用虚焦正分支非稳腔，如图1 所示，由一个大凹面镜1 (纯铜镀金膜凹球面全反射镜)和一个小凸面镜2 (纯铜镀金膜凸球面全反射镜)构成光学谐振腔，采用硒化锌全透平面镜作为激光输出窗口 3，该窗口也是激光器工作腔的密封元件。这是一种望远镜型非稳腔，大凹面镜1与小凸面镜2的虚共焦点在谐振腔外。其传播原理是由焦点发出的轴球面波行进到大凹面镜1反射后成为平行于光轴的平面波，该平面波行进到小凸面镜2反射后，又成为相当于由焦点发出的球面波。 经有限次反射后，从大凹面镜1反射出的平面波激光，沿小凸面镜2外缘透过全透平面镜输出到激光器工作腔外，在近场形成一个中空的环形光斑，而在远场则衍变为一实心光斑。大凹面镜1与小凸面镜2之间为激光增益介质，因小凸面镜2与输出窗口 3处于激光输出端，一般将两者统称为非稳腔输出端腔镜。在高功率非稳腔气体激光器研制中，由于小凸面镜2受光面积与体积都很小，在承受很高能量密度的激光照射时，温度急剧升高， 易于发生变形与损伤，而影响激光的稳定输出。
发明内容
为了解决现有技术中小凸面镜在高功率激光照射下发生变形或损伤，而影响激光长期稳定输出的技术问题，本发明提供一种高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置。本发明解决技术问题所采取的技术方案如下高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置，用于安装由小凸面镜和输出窗口构成的非稳腔激光器输出端腔镜，该安装装置包括环形垫、两根支管和腔镜压盖；小凸面镜的内部为空心结构，在其外圆径向加工相对的通孔；两根支管的内侧通过所述相对的通孔与小凸面镜的内部在径向相通，两根支管的外侧与小凸面镜密封连接；两根支管固定在环形垫上，且在径向上分别穿过环形垫和腔镜压盖，两根支管与环形垫的固定位置为密封连接；环形垫与输出窗口通过腔镜压盖固定在激光器工作腔壁上，激光器工作腔壁、环形垫、输出窗口及腔镜压盖之间的接触面为密封连接。在激光器发射时，由一端支管通入冷却液充满小凸面镜内部空间从另一端支管流出，可瞬时将因激光照射在小凸面镜上产生的热量传出，使小凸面镜温度不升高且恒定，从而不发生变形或损伤，进而不会影响激光的长期稳定输出。
图1是现有技术虚焦正分支非稳腔示意图。图2是本发明高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置的结构示意图。图中1、大凹面镜，2、小凸面镜，3、输出窗口，4、环形垫，5、支管，6、腔镜压盖，7、激
光器工作腔壁。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细说明。如图2所示，本发明的高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置，用于安装由小凸面镜2和输出窗口 3构成的非稳腔激光器输出端腔镜，该安装装置包括环形垫4、两根支管5和腔镜压盖6。小凸面镜2内部为空心结构，该空心结构可由多种方式形成，如从小凸面镜2非光照端(图中右端)加工出凹槽后再加设端盖进行密封焊接而成，在小凸面镜2外圆径向加工相对的通孔，该通孔直径与支管5的内径基本相当。在环形垫4的外圆径向也加工出相对的通孔，该通孔直径与支管5的外径基本相当，并可将支管5穿入。两根支管5分别与小凸面镜2和环形垫4在接触位置以密封焊接(即焊缝无泄漏)方式连接成一体。采用腔镜压盖6将环形垫4 (包括小凸面镜2和支管幻与输出窗口 3固定安装在激光器工作腔壁7 上，在腔镜压盖6上与支管5交集的位置开有空槽，可与支管5避开不接触，从而不影响安装。激光器工作腔壁7、环形垫4、输出窗口 3和腔镜压盖6之间的接触面都是密封连接，例如使用密封圈，使输出窗口 3的左侧(激光器工作腔内)与右侧(大气侧)保持在密封状态。将外设的液态冷却装置通过管路与一根支管5相连，当激光器工作时，将冷却液从该支管5流入，充满并流过小凸面镜2的内部空间，从另一根支管5流出，这样可将小凸面镜2吸收的光热能量迅速带出，使小凸面镜2保持在较低且恒定的温度下，不发生变形与损伤现象，从而实现非稳腔激光的长期稳定输出。
权利要求
1.高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置，用于安装由小凸面镜(2)和输出窗口 (3)构成的非稳腔激光器输出端腔镜，其特征在于，该安装装置包括环形垫G)、两根支管 (5)和腔镜压盖(6)；小凸面镜O)的内部为空心结构，在其外圆径向加工相对的通孔；两根支管(5)的内侧通过所述相对的通孔与小凸面镜(2)的内部在径向相通，两根支管(5) 的外侧与小凸面镜( 密封连接；两根支管( 固定在环形垫(4)上，且在径向上分别穿过环形垫(4)和腔镜压盖(6)，两根支管(5)与环形垫(4)的固定位置为密封连接；环形垫(4) 与输出窗口( 通过腔镜压盖(6)固定在激光器工作腔壁(7)上，激光器工作腔壁(7)、环形垫G)、输出窗口( 及腔镜压盖(6)之间的接触面为密封连接。
2.如权利要求1所述的高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置，其特征在于，所述两根支管(5)的外侧与小凸面镜(2)之间的密封连接，以及两根支管(5)与环形垫⑷之间的密封连接均为密封焊接；所述激光器工作腔壁(7)、环形垫(4)、输出窗口( 及腔镜压盖(6)之间的接触面使用密封圈密封连接。
全文摘要
高功率非稳腔激光器输出端腔镜安装装置属于高功率气体激光器技术领域，用于安装由小凸面镜和输出窗口构成的非稳腔激光器输出端腔镜，该安装装置包括环形垫、两根支管和腔镜压盖；小凸面镜的内部为空心结构，在其外圆径向加工相对的通孔；两根支管的内侧通过所述相对的通孔与小凸面镜的内部在径向相通，外侧与小凸面镜密封连接；两根支管固定在环形垫上，且在径向上分别穿过环形垫和腔镜压盖，两根支管与环形垫的固定位置为密封连接；环形垫与输出窗口通过腔镜压盖固定在激光器工作腔壁上，激光器工作腔壁、环形垫、输出窗口及腔镜压盖之间的接触面为密封连接。本发明使小凸面镜在高功率激光照射下不发生变形或损伤，保证激光长期稳定输出。
文档编号H01S3/041GK102496838SQ201110379908
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者孟范江, 李殿军, 邵春雷, 郭劲 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所