一种光匀化的绿光激光器

本技术涉及一种小型绿光激光器，具体涉及一种光匀化的绿光激光器，属于激光器领域。

背景技术：

1、半导体激光器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低的优点，目前已经广泛应用于国民经济的各个领域，比如泵浦，医疗以及工业加工领域。但是当前半导体激光器的推广应用会受到其光束质量较差，远场光斑分布呈椭圆高斯型，且存在本征象散等特征的影响。所以提高半导体激光器的输出光斑均匀度、亮度和功率是如今重要的研究方向。

2、近年来，具有小型化、高功率转化效率的绿光激光器在警用，医疗、彩色显示，激光精密加工等方面均有重要应用。但由于通过半导体激光器直接产生绿光所需的材料和器件工艺较为复杂；采用传统倍频方式获得绿光的倍频效率很低；且所发射出的高斯光束能量不均匀，这些问题严重制约了绿光激光器的发展。

3、以往在激光光束整形时，需对其进行扩束，然后通过光阑获取均匀分布的激光光强。这种激光光束整形设计方法尽管较为简单，但其受光学元件光束光强透过率影响，能量损失较大。在此背景下，国外学者rieden于20世纪60年代提出一种基于非球面透镜组的激光光束整形方法，该方法不仅可获得均匀分布的光强，而且当激光光束通过光学元件时，能量损失较小。但是其仍然存在体积大和出光光束不均匀的问题。

4、综上所述,现有的绿光激光器存在体积大和出光光束不均匀的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了解决现有的绿光激光器存在体积大和出光光束不均匀的问题。进而提供一种光匀化的绿光激光器。

2、本实用新型的技术方案是：一种光匀化的绿光激光器包括泵浦源，它还包括热沉基座、激光倍频模块和非球面透镜组，泵浦源安装在热沉基座的左侧端面上，激光倍频模块安装在热沉基座的左侧上端面上，非球面透镜组滑动安装在热沉基座的右侧上端面上；泵浦源、激光倍频模块和非球面透镜组的光轴位于同一水平线上；非球面透镜组包括第一非球面透镜、第二非球面透镜和两个透镜基座，第一非球面透镜和第二非球面透镜由左至右依次通过透镜基座滑动安装在热沉基座上；泵浦源发出的808nm线偏振光经过激光倍频模块后转化为532nm的绿光，在第一非球面透镜先由高斯光束转化为平顶光束，实现匀化，并在第二非球面透镜处进行相移以平行射出。

3、优选地，泵浦源为c型接口封装的半导体泵浦源。

4、优选地，热沉基座为阶梯形基座，热沉基座的右侧下部开设有凹槽，热沉基座的右侧上端面上加工有滑道凹槽。

5、更进一步地，激光倍频模块包括激光倍频基座、第一限位螺栓、第二限位螺栓、第一固定板、第二固定板和键合晶体，激光倍频基座为“l”形座，键合晶体和第二固定板由左至右顺次安装在激光倍频基座的水平段上，其中第二固定板通过第二限位螺栓安装在激光倍频基座的水平段上，第一固定板通过第一限位螺栓安装在激光倍频基座的竖直段侧壁上并压装在键合晶体上。

6、优选地，键合晶体是由nd:yvo4和ppln键合而成的晶体；键合晶体的两侧均设有镀膜层。

7、优选地，所述镀膜层在键合晶体的入光面所镀膜层由外至内依次为808nm增透和1064/532nm高反双色膜，键合晶体的出光面由外至内依次为532nm增透和1064nm高反双色膜。

8、优选地，第一非球面透镜采用k9玻璃制成，第一非球面透镜的直径为12.7mm，焦距为8.0mm。

9、优选地，第二非球面透镜采用k9玻璃制成，第二非球面透镜的直径为25.0mm，焦距为20.1mm。

10、优选地，第一非球面透镜和第二非球面透镜的双面均镀有532nm增透膜。

11、更进一步地，它还包括螺丝和电源模块，泵浦源通过螺丝安装在热沉基座的左侧端面上，热沉基座的凹槽内安装有电源模块。

12、本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

13、1、本实用新型的激光器采用c型封装泵浦源、倍频晶体和非球面透镜组的一体化集成设计，具有体积小、转化效率高和便于拆卸调节的优点。

14、2、本实用新型的激光器采用非球面镜对输出的高斯光束进行匀化，输出光束函数满足匀化洛伦兹函数。输出的平顶光束的功率具有良好的均匀性，且转化率高能量损失少。

15、3、本实用新型的激光器采用c-mount封装泵浦源和nd:yvo4-ppln键合晶体作为激光发生模块，相比于传统的绿光激光器，具有可靠性强，寿命长，转化率高和倍频效率高的优点。

技术特征：

1.一种光匀化的绿光激光器，它包括泵浦源(1)，其特征在于：它还包括热沉基座(2)、激光倍频模块(3)和非球面透镜组(5)，泵浦源(1)安装在热沉基座(2)的左侧端面上，激光倍频模块(3)安装在热沉基座(2)的左侧上端面上，非球面透镜组(5)滑动安装在热沉基座(2)的右侧上端面上；泵浦源(1)、激光倍频模块(3)和非球面透镜组(5)的光轴位于同一水平线上；

2.根据权利要求1所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：泵浦源(1)为c型接口封装的半导体泵浦源。

3.根据权利要求2所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：热沉基座(2)为阶梯形基座，热沉基座(2)的右侧下部开设有凹槽(2-1)，热沉基座(2)的右侧上端面上加工有滑道凹槽(2-2)。

4.根据权利要求1或3所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：激光倍频模块(3)包括激光倍频基座(3-6)、第一限位螺栓(3-1)、第二限位螺栓(3-2)、第一固定板(3-3)、第二固定板(3-4)和键合晶体(3-5)，激光倍频基座(3-6)为“l”形座，键合晶体(3-5)和第二固定板(3-4)由左至右顺次安装在激光倍频基座(3-6)的水平段上，其中第二固定板(3-4)通过第二限位螺栓(3-2)安装在激光倍频基座(3-6)的水平段上，第一固定板(3-3)通过第一限位螺栓(3-1)安装在激光倍频基座(3-6)的竖直段侧壁上并压装在键合晶体(3-5)上。

5.根据权利要求1所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：键合晶体(3-5)是由nd:yvo4和ppln键合而成的晶体；键合晶体(3-5)的两侧均设有镀膜层。

6.根据权利要求5所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：所述镀膜层在键合晶体(3-5)的入光面所镀膜层由外至内依次为808nm增透和1064/532nm高反双色膜，键合晶体(3-5)的出光面由外至内依次为532nm增透和1064nm高反双色膜。

7.根据权利要求6所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：第一非球面透镜(5-1)采用k9玻璃制成，第一非球面透镜(5-1)的直径为12.7mm，焦距为8.0mm。

8.根据权利要求7所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：第二非球面透镜(5-2)的直径为25.0mm，焦距为20.1mm。

9.根据权利要求8所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：第一非球面透镜(5-1)和第二非球面透镜(5-2)的双面均镀有532nm的增透膜。

10.根据权利要求1或9所述的一种光匀化的绿光激光器，其特征在于：它还包括螺丝(4)和电源模块(6)，泵浦源(1)通过螺丝(4)安装在热沉基座(2)的左侧端面上，热沉基座(2)的凹槽(2-1)内安装有电源模块(6)。

技术总结
一种光匀化的绿光激光器，它涉及一种绿光激光器。本技术为了解决现有的绿光激光器存在体积大和出光光束不均匀的问题。本技术的泵浦源安装在热沉基座的左侧端面上，激光倍频模块安装在热沉基座的左侧上端面上，非球面透镜组滑动安装在热沉基座的右侧上端面上；泵浦源、激光倍频模块和非球面透镜组的光轴位于同一水平线上；第一非球面透镜和第二非球面透镜由左至右依次通过透镜基座滑动安装在热沉基座上；泵浦源发出的808nm线偏振光经过激光倍频模块后转化为532nm的绿光，在第一非球面透镜先由高斯光束转化为平顶光束，实现匀化，并在第二非球面透镜处进行相移以平行射出。本技术用于泵浦，医疗以及工业加工领域。

技术研发人员：白振旭,许泽宇,李林殊,陈佳旋,常晓宇
受保护的技术使用者：河北工业大学
技术研发日：20230317
技术公布日：2024/1/13