[发明专利]一种利用热透镜提高光束质量的激光谐振腔

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种二极管泵浦固体激光器谐振腔装置，特别是一种利用热透镜提高光束质量的激光谐振腔的方法。

技术背景

在固体激光器中，要使泵浦光和振荡光低阶模匹配，即要求泵浦光半径小，但实际中，泵浦光存在一定的发散角，随光束的传播，在激光晶体内光斑半径会很快增大，如果不加以控制，大量的泵浦光能量将会消耗在低阶模以外的区域，不但严重降低激光器效率，还会由于高阶模成分的增多影响激光器的光束质量，为此，我们对晶体内热透镜加以利用，设计适合的热透镜控制光斑。

晶体在吸收泵浦光时，不同浓度的晶体吸收的能量不同，我们对晶体掺杂浓度加以控制，让其形成焦距合适的热透镜，让泵浦光和振荡光低阶模匹配，这样做的好处是：泵浦光区域和激光低阶模区域重合，抑制激光晶体内高阶模的生成，提高激光器的效率，同时提高激光器的光束质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热透镜提高光束质量的激光谐振腔，实现泵浦区域和激光低阶模区域重叠匹配，在一定功率下，通过对不同浓度晶体热透镜焦距的定量计算以及实验测定，并经过声光调Q，输出大功率、高质量的激光。

本发明的目的是这样实现的，一种利用热透镜提高光束质量的激光谐振腔的方法，包括：平面全反镜和透射率20%的凹面镜构成的谐振腔，平面全反镜对1064nm波长光全反射，谐振腔内有多级Nd:YAG晶体棒，其特征是：通过调节Nd:YAG在晶体棒中的参杂浓度或对泵浦源的输出功率控制，使泵浦源输出的泵浦光照射在Nd:YAG晶体棒后，每一级Nd:YAG晶体棒内部形成光学参数相近的热透镜，泵浦源输出的泵浦光在晶体边缘或晶体外汇聚成腰，且所有热透镜所形成的腰斑位置对称，其中前后热透镜共焦平面，最后一个晶体的热透镜与凹面反射镜共焦平面，实现泵浦区域和激光低阶模区域重叠，在两块掺杂晶体之间放入不掺杂的玻璃棒，用来调节热透镜之间的距离，以保证对泵浦光的控制效果。

所述的光学参数是热透镜的焦距。

所述的输出功率控制是通过线性调节控制。

所述的Nd:YAG晶体棒与透射率20%的凹面镜之间有声光调Q开关。

所述的泵浦源输出的泵浦光照射在Nd:YAG晶体棒是通过垂直端面泵浦。

所述的泵浦源输出的泵浦光照射在Nd:YAG晶体棒是侧端面泵浦。

本发明的特点是，在泵浦功率一定的条件下，不同浓度的晶体形成热透镜焦距不同，我们选择合适的热透镜焦距与晶体位置，使得每两段晶体中热透镜共焦平面，输出镜为凹面镜，且与最后一段晶体共焦平面，这便实现了泵浦区域和激光低阶模区域重叠，提高了激光器的光束质量与效率。

下面将结合实施例对本发明做进一步说明

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例2结构示意图；

图3是本发明实施例3结构示意图。

图中：1.泵浦源；2.平面全反镜；3.不同浓度Nd:YAG晶体棒；4.热透镜；5.不参杂的玻璃棒；6.声光Q开关；7.透射率20%的凹面镜。

具体实施方式

实施例1