[发明专利]一种紧凑型机载宽温固体激光器

说明书

本发明公开了一种紧凑型机载宽温固体激光器，包括双正交Porro棱镜组、0.57λ波片、调Q开关、偏振分光棱镜、激光板条晶体、激光二极管泵浦源、泵浦匀滑装置、0.25λ波片、45°输出反射镜、激光二极管阵列热沉、激光板条晶体热沉；通过一体化热沉设计，使用TEC对激光二极管阵列及激光板条晶体进行精确温度控制。本发明具有结构紧凑、性能稳定、成本低廉、便于携带等特点，能够实现高脉冲能量、高光束质量的激光输出，可在机载振动条件下及‑30℃~50℃宽温范围内持续稳定工作。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别是一种紧凑型机载宽温固体激光器。

背景技术

紧凑型高能二极管泵浦的固体激光器因具备效率高、体积小、重量轻、可靠性强在科学研究、工业加工、机载军用和空间探测等领域具有广泛应用。由于使用环境尤其是野外应用环境的复杂性和差异化，很多机载应用场景均要求激光器不仅能够在振动引起的谐振腔失谐条件下工作而且可以承受很大的温度变化范围依然稳定输出。

然而固态增益介质的吸收系数很大程度上依赖光泵浦波长，任何与激光二极管发射波长密切相关的环境温度变化最终都会影响二极管泵浦固体激光器的输出性能。如何提升此类固体激光器的宽温工作稳定性是一个亟待解决的问题。为实现激光二极管泵浦全固态激光器在宽温度范围内正常稳定工作，常用的方法是引入温度不敏感型VCSEL泵浦源或者多波长激光二极管泵浦阵列匹配增益介质吸收谱，以在一定程度上实现固体激光器在宽温条件下稳定性工作，但是上述方法等在激光器成本、紧凑性以及输出效率方面需要付出很大代价，违背了紧凑可靠，控制研发成本的设计原则。这在很大程度上限制了此类激光器的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型机载宽温固体激光器，解决上述现有技术问题。该发明具有结构紧凑、性能稳定、成本低廉、便于携带等特点，能够实现高脉冲能量、高光束质量的激光输出，可在机载振动条件下及-30℃~50℃宽温范围内持续稳定工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种紧凑型机载宽温固体激光器，包括第一Porro棱镜、第一波片、调Q开关、偏振分光棱镜、激光板条晶体、泵浦匀滑装置、激光二极管泵浦源、第二波片、第二Porro棱镜、反射镜、激光二极管阵列热沉(11)和激光板条晶体热沉；所述第一Porro棱镜与第一波片、调Q开关、偏振分光棱镜、激光板条晶体、第二波片和第二Porro棱镜(9)依次设置且均处于同一光轴上，且第一Porro棱镜(1)与第二Porro棱镜的棱线互相正交；激光二极管阵列热沉与激光板条晶体热沉相对设置，激光二极管阵列热沉的相对侧上设有激光二级管泵浦源，激光板条晶体热沉的相对侧上设有对应的激光板条晶体，且泵浦匀滑装置设置于激光二极管泵浦源与激光板条晶体之间；反射镜与偏振分光棱镜对应设置，通过反射镜使由偏振分光棱镜输出的激光向水平方向输出。

作为本发明的进一步优选，所述激光板条晶体为6mm*6mm*96mm的Nd:YAG板条晶体，掺杂浓度为1at.%；Nd:YAG板条晶体的两个端面依据布鲁斯特角切割成28.8度，激光可在Nd:YAG板条晶体内部完成9次全内反射传输。

作为本发明的进一步优选，所述激光二极管泵浦源为四个沿激光板条晶体的长度方向等距排列的半导体二极管阵列。

作为本发明的进一步优选，所述激光板条晶体上与激光二极管泵浦源相对的一侧镀制有增透膜，激光板条晶体上与激光板条晶体热沉接触的一侧镀制有高反膜。

作为本发明的进一步优选，所述激光板条晶体的两端均镀制有增透膜。

作为本发明的进一步优选，所述调Q开关为电光调Q开关，调Q开关的电光调Q晶体为KD*P或RTP。

作为本发明的进一步优选，所述泵浦匀滑装置为板条状石英玻璃立方体。

作为本发明的进一步优选，还包括TEC，TEC分别与激光二极管阵列热沉和激光板条晶体热沉连接。