[发明专利]一种激光准直结构及应用该结构的产品

说明书

本发明涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种激光准直结构及应用该结构的产品。激光准直结构，包括光放大器和分光镜，光放大器具有输出端和输入端；由光放大器输出端输出的光传输后投射到分光镜上；投射到分光镜上的光至少部分的被反射并传输后作为输入光由光放大器的输入端重新进入光放大器并被复制放大；投射到分光镜上的未被分光镜反射的光经分光镜透射后得到准直，输出应用；通过将光放大器输出的光束经过外部特定的准直与集束光路设置为激光器谐振的必备条件，实现激光准直与集束，照射到物体上后光斑极小，并且是在确定方向上的线偏振光。一种应用激光准直结构的产品，为激光切割机、激光雕刻机、激光扫描机、核聚变反应点火装置中的一种。

技术领域

本发明涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种激光准直结构及应用该结构的产品。

背景技术

激光器即为能发射激光的装置，广泛应用于工业加工、激光医疗和军事等领域。产生激光的必不可少的条件是粒子数反转和增益大过损耗，所以装置中必不可少的组成部分有激励(或抽运)源、具有亚稳态能级的工作介质两个部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级时使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。激光器中常见的组成部分还有反射式谐振腔，但反射式谐振腔(见光学谐振腔)并非必不可少的组成部分，反射式谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。而且，它可以很好地缩短工作物质的长度，还能通过改变谐振腔长度来调节所产生激光的模式(即选模)，所以一般激光器都具有反射式谐振腔。非光纤反射谐振腔型激光器输出的光虽然平行性比较好，但存在出射光束初始截面积比较大的问题，因为如果我们将非光纤反射谐振腔激光器的初始出射光束截面积设置得过小会严重影响激光器的工作效率。

而现有的光纤激光器中，输出光束的初始截面积可以做得比较小，但是输出光束的出射角度是比较随机的，也就是说光子出射出光纤的最后一个点的位置是随机的，特别是激光工作时存在模式漂移，如多模光纤环形谐振腔激光器在工作过程中肯定存在模式漂移，模式漂移几乎是不可避免的，实际上漂移是极其快速的，导致出射角度会有大的偏差，光纤型激光器发散角大的根本原因在于激光器工作中的模式漂移，导致激光出射角漂移比较大，结果就是光束发散程度高。

现有的对激光器输出光束的应用，不管是激光器输出的初始截面积过大，还是因为发散角过大导致输出的光束因为传输导致光束截面积过大，在很多应用中，都要对输出光束进行特别的聚焦处理。具体实现激光光束聚焦的方法，对光纤输出的激光器，一般是将输出光看成点光源先用凸透镜转成平行光，再用另外一个凸透镜进行聚焦，对反射型激光器输出的光束直接用凸透镜进行聚焦。不管采用何种方式进行聚焦，都只能实现光束在聚焦焦点的汇聚，形成“束腰”形光束，在束腰位置实现光束最小，通过聚焦实现的光束汇聚所获得的光束质量差，在一些特殊的应用中，比如在激光切割机的应用中，面对比较大的工件时，很难保证切面/切缝的高度平直；实际上通过这种方式聚焦也很难达到微米尺度的激光束汇聚程度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种激光准直结构，可实现激光的准直，在很长的距离将光束的截面积约束到很小；本发明的另一个目的在于提供一种应用该激光准直结构的产品。

为了实现上述目的，本发明提供了一种激光准直结构，包括光放大器和分光镜，其中：光放大器具有输出端和输入端；由光放大器输出端输出的光传输后投射到分光镜上；投射到分光镜上的光至少部分的被反射并传输后作为输入光由光放大器的输入端重新进入光放大器并被复制放大；投射到分光镜上的未被分光镜反射的光经分光镜透射后得到准直，输出应用。

进一步的，光放大器设置有反向光衰减装置，光放大器的输出端和输入端均敷设有第一增透膜。

进一步的，分光镜包括分光面与透射面，分光镜的分光面上敷设有第二增透膜，分光镜的透射面上敷设有第三增透膜。

进一步的，光放大器的输出端和/或输入端通过连接光纤进行定位及口径约束。