專利名稱：復(fù)合腔q開關(guān)－長脈沖雙功能高光束質(zhì)量固體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學(xué)器件領(lǐng)域，涉及一種雙功能激光器，特別是一種集Q開關(guān)激光器和長脈沖激光器于一體的雙功能激光器。
背景技術(shù)：
眾所周知，激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的激光工作物質(zhì)中振蕩或發(fā)射的器件。在科研、醫(yī)療和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，激光器已獲得了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
Q開關(guān)激光器和長脈沖激光器都是常用的激光器。Q開關(guān)激光器是一種在很短的脈沖內(nèi)產(chǎn)生激光的激光器，其脈沖寬度為納秒(ns)量級。參見圖1，傳統(tǒng)的電光Q開關(guān)激光器的開關(guān)元件位于激光諧振腔的后鏡1和激光工作物質(zhì)2之間，例如λ/4波片4、KD*P普克爾盒5、起偏鏡6等元件。長脈沖激光器則是產(chǎn)生相對較長脈沖激光的激光器，其脈沖寬度為毫秒(ms)量級。這兩種激光器結(jié)構(gòu)不同且有著不同的用途。
但是，在某些領(lǐng)域的實際應(yīng)用中，有時會同時需要這兩種不同脈沖長度的激光，這就需要配備兩種類型的激光器。這存在如下問題一、現(xiàn)有的激光器是貴重設(shè)備，激光器的激光工作物質(zhì)、聚光腔、泵浦電源價格都很昂貴，如果同時配備兩套獨立的激光器系統(tǒng)將需要很大的開支；二、現(xiàn)有激光器只能提供一種類型的激光，其應(yīng)用范圍較窄，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備閑置的情況，應(yīng)用效率較低；三、現(xiàn)有技術(shù)用一個諧振腔難以實現(xiàn)滿足兩種激光對光束質(zhì)量和效率的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種既能輸出Q開關(guān)激光，又能輸出長脈沖激光的雙功能激光器。
為實現(xiàn)該目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是該激光器包括諧振腔后鏡、激光工作物質(zhì)和輸出鏡，其具有一第一光路及一第二光路，所述的諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)作為兩個光路的共用的部分，在第一光路和第二光路之間具有一光路轉(zhuǎn)換反射鏡，其設(shè)置于激光工作物質(zhì)相對諧振腔后鏡的另一側(cè)，通過改變來自激光工作物質(zhì)的光線方向，分別使第一光路或第二光路工作，所述的第一光路還包括開關(guān)元件及第一輸出鏡，該第一光路可產(chǎn)生Q開關(guān)激光，所述的第二光路還包括一第二輸出鏡，該第二輸出鏡能滿足長脈沖激光的耦合度要求，該第二光路可產(chǎn)生長脈沖激光。
采用上述方案，光路轉(zhuǎn)換反射鏡的移動或旋轉(zhuǎn)可以改變來自激光工作物質(zhì)的光線，使該光線分別進(jìn)入第一光路或第二光路，當(dāng)該光線進(jìn)入第一光路時，該第一光路工作，諧振腔后鏡與第一輸出鏡之間形成激光諧振腔，諧振腔后鏡、激光工作物質(zhì)、開關(guān)元件及第一輸出鏡諧振產(chǎn)生Q開關(guān)激光；當(dāng)該光線進(jìn)入第二光路時，該第二光路工作，諧振腔后鏡和第二輸出鏡之間形成激光諧振腔，諧振腔后鏡、激光工作物質(zhì)、移動反射鏡、第二輸出鏡諧振產(chǎn)生長脈沖激光。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點一、降低成本。本實用新型在一套激光器系統(tǒng)中，通過共用激光工作物質(zhì)、聚光腔和泵浦電源，能產(chǎn)生兩種脈沖長度的激光，實現(xiàn)兩種激光器的功能，能大大降低成本。
二、保證了激光光束質(zhì)量。本實用新型巧妙地將傳統(tǒng)的Q開關(guān)激光器的開關(guān)零部件前置，并加入一個可進(jìn)行光路轉(zhuǎn)換的反射鏡，滿足了Q開關(guān)激光器與長脈沖激光器的不同設(shè)計要求，保證了Q開關(guān)激光器諧振腔與長脈沖激光諧振腔的分離，從而能保證好的光束質(zhì)量并能滿足激光效率的要求。
三、提高應(yīng)用效率。由于能分別產(chǎn)生兩種不同的激光，本激光器可用于更多的場合，提高了設(shè)備的應(yīng)用效率。
四、減小體積?，F(xiàn)有技術(shù)中要提供兩種不同的激光，需要采用兩套系統(tǒng)相比，本實用新型只需一套系統(tǒng)，設(shè)備體積大大減小。


下面通過附圖，對本實用新型作詳細(xì)說明。
圖1為現(xiàn)有的一種Q開關(guān)激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型所述激光器的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中第一光路的工作示意圖，此時該激光器產(chǎn)生Q開關(guān)激光；圖4為圖2中第二光路的工作示意圖，此時該激光器產(chǎn)生長脈沖激光；圖5為本實用新型所述激光器的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型所述激光器的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型所述激光器的第四實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號說明1-諧振腔后鏡；2-激光工作物質(zhì)；3-光路轉(zhuǎn)換反射鏡；4-λ/4波片；5-KD*P普克爾盒；6-起偏鏡；7-第一輸出鏡；8-第二輸出鏡；9-45度輸出反射鏡；10-樞軸。
具體實施方式
參見圖2。在本實用新型的該第一實施例中，該復(fù)合腔Q開關(guān)—長脈沖雙功能固體激光器具有一第一光路和一第二光路，諧振腔后鏡1和激光工作物質(zhì)2為兩個光路的共用部分，所述的諧振腔后鏡1為一全反射鏡，激光工作物質(zhì)2為固體激光工作物質(zhì)，如NdYAG、NdYLF、Alexandrite等。
在第一光路與第二光路之間具有一光路轉(zhuǎn)換反射鏡，其為一45度全反射鏡，設(shè)置于激光工作物質(zhì)相對諧振腔后鏡的另一側(cè)，與激光工作物質(zhì)2和諧振腔后鏡1所在直線成45度。通過改變來自激光工作物質(zhì)的光線方向，分別使第一光路或第二光路工作。
第一光路除了包括共用部分外，還包括開關(guān)元件及第一輸出鏡7。所述的開關(guān)元件設(shè)置于光路轉(zhuǎn)換反射鏡3與第一輸出鏡7之間，包括一λ/4波片4、一KD*P普克爾盒5及一起偏鏡(又稱偏振鏡)6，這些是形成電光Q開關(guān)激光的基本開關(guān)元件。所述的第一輸出鏡7為一Q開關(guān)激光器專用的高斯輸出鏡，可以提高Q開關(guān)激光的光束質(zhì)量。
第二光路除包括共用部分外，還包括一第二輸出鏡8，該第二輸出鏡為一半反射均勻輸出鏡，應(yīng)設(shè)呈能滿足長脈沖激光的耦合度要求，使該第二光路可產(chǎn)生高效率的長脈沖激光。
在該第一實施例中，第一光路的開關(guān)元件，包括λ/4波片4、KD*P普克爾盒5及起偏鏡(又稱偏振鏡)6，和第一輸出鏡7設(shè)置在共用部分，即諧振腔后鏡1和激光工作物質(zhì)2所在的直線上。在該第二輸出鏡8與所述光路轉(zhuǎn)換反射鏡3相對應(yīng)的的另一側(cè)還可進(jìn)一步設(shè)置一輸出反射鏡9，其也是45度全反射鏡，與該第一光路成45度，與所述的光路轉(zhuǎn)換反射鏡3的反射面相互平行。用來改變長脈沖激光的輸出方向，使第一光路與第二光路輸出方向相同。
參見圖3。此時，光路轉(zhuǎn)換反射鏡3移出第一光路，諧振腔后鏡1與第一輸出鏡7之間形成激光諧振腔，該第一光路工作，諧振腔后鏡1、激光工作物質(zhì)2、λ/4波片4、KD*P普克爾盒5、起偏鏡6及第一輸出鏡7諧振產(chǎn)生Q開關(guān)激光。
參見圖4。此時，光路轉(zhuǎn)換反射鏡3插入第一光路中，諧振腔后鏡和第二輸出鏡之間形成激光諧振腔，所述第二光路工作，諧振腔后鏡1、激光工作物質(zhì)2、第二輸出鏡8諧振產(chǎn)生長脈沖激光。輸出反射鏡9用來反射長脈沖激光，使長脈沖激光的輸出方向與Q開關(guān)激光相同。
所述的第一光路與第二光路設(shè)置的位置也可相互變換。參見圖5，所示為本實用新型的第二實施例。與第一實施例不同的是，第二光路的第二輸出鏡8設(shè)置在諧振腔后鏡1和激光工作物質(zhì)2所在的直線上，該第二光路為一直線。第一光路的開關(guān)元件，包括λ/4波片4、KD*P普克爾盒5和起偏鏡6，以及第一輸出鏡7設(shè)置輸出反射鏡9的反射方向上。當(dāng)光路轉(zhuǎn)換反射鏡3移開時，所述的第二光路工作，當(dāng)反射鏡3移入光路中時，將所述的光線反射到第一光路中，所述的第一光路工作。
參見圖6，所示為本實用新型的第三實施例。與第一實施例不同的是，所述光路轉(zhuǎn)換反射鏡3一側(cè)設(shè)有一樞軸10，該反射鏡3可以繞該樞軸10旋轉(zhuǎn)，從而離開或置入光路，使來自激光工作物質(zhì)2的光線的方向改變。通過該結(jié)構(gòu)分別使第一光路或第二光路工作。
參見圖7，所示為本實用新型的第4實施例。與第二實施例不同的是，所述光路轉(zhuǎn)換反射鏡3中部設(shè)有一樞軸10，該反射鏡3可以繞該樞軸10旋轉(zhuǎn)，但不離開光路。通過該反射鏡3的旋轉(zhuǎn)可以改變來自激光工作物質(zhì)2的光線方向，使該光線分別位于第一光路或第二光路中，則該第一光路或第二光路工作。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合腔Q開關(guān)—長脈沖雙功能固體激光器，包括諧振腔后鏡、激光工作物質(zhì)和輸出鏡，其特征在于該激光器具有一第一光路及一第二光路，所述的諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)作為兩個光路的共用的部分，在第一光路和第二光路之間具有一光路轉(zhuǎn)換反射鏡，其設(shè)置于激光工作物質(zhì)相對諧振腔后鏡的另一側(cè)，通過改變來自激光工作物質(zhì)的光線方向，分別使第一光路或第二光路工作，所述的第一光路還包括開關(guān)元件及第一輸出鏡，該第一光路可產(chǎn)生Q開關(guān)激光，所述的第二光路還包括一第二輸出鏡，該第二輸出鏡能滿足長脈沖激光的耦合度要求，該第二光路可產(chǎn)生長脈沖激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于所述的開關(guān)元件包括一λ/4波片、一KD*P普克爾盒及一起偏鏡，所述的第一輸出鏡為高斯輸出鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于所述的光路轉(zhuǎn)換反射鏡可以通過平移離開光路，從而改變所述光線的方向，所述第一光路的開關(guān)元件和第一輸出鏡位于諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)所在直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于所述的光路轉(zhuǎn)換反射鏡可以通過平移離開光路，從而改變所述光線的方向，所述第二光路的第二輸出鏡位于諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)所在直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光器，其特征在于所述的光路轉(zhuǎn)換反射鏡可以繞一設(shè)于一側(cè)的樞軸旋轉(zhuǎn)離開光路，或者也可以繞一設(shè)于中部的樞軸旋轉(zhuǎn)但不離開光路，從而改變所述光線方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光器，其特征在于在所述第二光路中第二輸出鏡相對所述光路轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的另一側(cè)設(shè)有一輸出反射鏡。
專利摘要本實用新型涉及一種復(fù)合腔Q開關(guān)—長脈沖雙功能固體激光器，包括諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)，具有一第一光路及一第二光路，諧振腔后鏡和激光工作物質(zhì)為共用部分，在第一光路和第二光路之間具有一光路轉(zhuǎn)換反射鏡，設(shè)置于激光工作物質(zhì)相對諧振腔后鏡的另一側(cè)，通過改變來自激光工作物質(zhì)的光線方向，分別使第一光路或第二光路工作，所述的第一光路還包括開關(guān)元件及第一輸出鏡，可產(chǎn)生Q開關(guān)激光，所述的第二光路還包括一第二輸出鏡，能滿足長脈沖激光的耦合度要求，該第二光路可產(chǎn)生長脈沖激光。本實用新型使用一套激光器設(shè)備能提供兩種不同脈沖的激光，降低了成本，同時又能保證光束質(zhì)量，并提高了設(shè)備應(yīng)用效率。
文檔編號H01S3/00GK2613077SQ03204800
公開日2004年4月21日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者張放 申請人:北京鐳寶光電技術(shù)有限公司