一种结构紧凑的高功率全固态激光器.pdf

一种结构紧凑的高功率全固态激光器，包括激光器壳体，在激光器壳体的横向设有至少两路光学元件，在纵向也可设置光学元件；每一路光学元件包括依次设置的泵浦光源、激光晶体、非线性转换晶体和滤光透镜，激光晶体和滤光透镜镀有对光波长选择性高透和高反的膜；每一路光学元件形成谐振腔，并实现腔内混频，每一路通过非线性转换都可以产生某一波段的激光，其中横向之间以及横向和纵向的光学元件相互错开，光学元件之间的光线互不干扰。各路出射的激光可以单独出射工作，也可以通过光纤耦合到一起而形成高功率的激光。该方案所述全固态激光器具有结构紧凑、体积小、功率高的优点。

1.  一种结构紧凑的高功率全固态激光器，包括激光器壳体(1)，其特征在于：
在所述激光器壳体(1)内横向设有至少两路光学元件；
各路光学元件均包括沿光路依次设置的泵浦光源(2)、激光晶体(3)、非线性转换晶体(4)和滤光透镜(5)；激光晶体(3)泵浦光入射端面镀有对泵浦光高透、对激发光高反的膜，滤光透镜(5)镀有对激发光高反的膜，每路光学元件均组成谐振腔；
在各路光学元件组成的谐振腔内，激光晶体(3)的激发光经腔内非线性转换晶体(4)产生混频光；激光晶体(3)的激发光出射端面镀有对所述混频光高反的膜，滤光透镜(5)还镀有对所述混频光高透的膜，混频光自滤光透镜(5)出射；滤光透镜(5)出光后端还设置有光耦合装置，滤光透镜(5)出射的混频光进入光耦合装置。

2.  根据权利要求1所述的高功率全固态激光器，其特征在于：在所述激光器壳体(1)内纵向设置至少一路光学元件，纵、横方向的各路光学元件相互交错排列。

3.  根据权利要求1或2所述的高功率全固态激光器，其特征在于：所述光耦合装置为光纤耦合装置(61)和与其连接的光纤(62)。

4.  根据权利要求1或2所述的高功率全固态激光器，其特征在于：所述光耦合装置为斜方棱镜(7)，所述斜方棱镜(7)将同向的相邻两路的出射混频光耦合为距离接近的两束并列的激光。

5.  根据权利要求1或2任一项所述的高功率全固态激光器，其特征在于：每路光学元件中的激光晶体(3)分别为Nd:YAG、Nd:YVO₄、Nd:SVAP、Nd:YLF或Nd:YAP晶体中的任意一种。

6.  根据权利要求1或2任一项所述的高功率全固态激光器，其特征在于：每路光学元件中的非线性转换晶体(4)分别为KTP、LBO、BBO或PPLN晶体中的任意一种。

一种结构紧凑的高功率全固态激光器
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，特别是一种结构紧凑的高功率全固态激光器。
背景技术
全固态激光器(Diode Pumped solid state Laser，DPL)是以半导体激光器(Laser diode，LD)作为泵浦源的固体激光器，相对于只要求工作物质为固体激光材料的传统固体激光器，DPL的激光工作物质、激励源等部分均由固体物质构成，它集中了传统固体激光器和半导体激光器的优势于一身，具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、易操作、运转灵便(连续/重复率/长/短脉冲)、易智能化、无污染等优点，成为目前最具潜力的新一代激光源之一。目前高功率的全固态激光器存在体积较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑的高功率全固态激光器。
本发明的技术方案为：
一种结构紧凑的高功率全固态激光器，包括激光器壳体，在所述激光器壳体内横向设有至少两路光学元件；各路光学元件均包括沿光路依次设置的泵浦光源、激光晶体、非线性转换晶体和滤光透镜；激光晶体泵浦光入射端面镀有对泵浦光高透、对激发光高反的膜，滤光透镜也镀有对激发光高反的膜，每路光学元件均组成谐振腔；在各路光学元件组成的谐振腔内，激光经腔内非线性转换晶体形成混频光，激光晶体被激发光出射端面镀有对所述混频光高反的膜，滤光透镜镀有对所述混频光高透的膜，混频光自滤光透镜出射；滤光透镜出光后端还设置有光耦合装置，滤光透镜出射的混频光进入光耦合装置。横向和纵向出射的激光可以单独出射工作，也可以通过光耦合装置耦合到一起而形成高功率的激光。
优选的，在纵向设置至少一路光学元件，纵、横方向的各路光学元件相互交错排列。
优选的，所述光耦合装置为光纤耦合装置和与其连接的光纤。
优选的，所述光耦合装置为斜方棱镜，所述斜方棱镜将同向的相邻两路的出射混频光耦合为距离接近的两束并列的激光。
优选的，所述激光晶体不局限为Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)、Nd:YVO₄(掺钕钒酸钇)、Nd:SVAP(掺钕氟钒酸钮)、Nd:YLF(掺钕氟化锂钇)、Nd:YAP(掺钕铝酸钇)或其它任何激光晶体，多个激光晶体可根据需要自由选择材质。
优选的，所述非线性转换晶体不局限于KTP(KTiOPO₄，磷酸钛氧钾)晶体、PPLN(Periodically Poled Lithium Niobate，PPLN，周期性极化的铌酸锂)晶体、LBO(LiB₃O₅，三硼酸锂)晶体和BBO(β-BaB₂O₄，偏硼酸钡)晶体，根据需要选择非线性晶体。
本技术方案泵浦光源为半导体激光器。所述半导体激光器为不限于连续激光器或脉冲激光器；所述半导体激光器也不限于单模半导体激光器、多模半导体激光器或锁模半导体激光器。
本发明在全固态激光器壳体的横向设有至少两路光学元件，每一路光学元件通过非线性转换都可以产生某一波段的激光，在纵向可选择设置至少一路光学元件，每一路光学元件通过非线性转换都可以产生某一波段的激光，其中横向和纵向的光学元件相互错开，光学元件之间的光线互不干扰。横向和纵向出射的激光可以单独出射工作，也可以通过光纤耦合到一起而形成高功率的激光。该方案所述全固态激光器具有结构紧凑、体积小、功率高的优点。
附图说明
图1为实施例1激光器结构示意图；
图2为实施例1激光器单条光路元件结构示意图；
图3为实施例2激光器横向光路结构示意图；
图4为实施例3使用斜方棱镜激光器结构示意图。
其中：
1：激光器壳体；2：泵浦光源；3：激光晶体；4：非线性转换晶体；5：滤光透镜；61：光纤耦合装置；62：光纤；7：斜方棱镜；T1、T2、T3：横向光路；L1、L2：纵向光路。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明做进一步说明，以便更好地理解本发明。
实施例1
如图1所示，本实施例为532nm直腔式倍频连续激光器。在壳体内设有两条横向光路T1和T2，设有两条纵向光路L1和L2。
如图2所示，每条光路中包括的基本元件为泵浦光源2、激光晶体3、非线性转换晶体4和滤光透镜5；本实施例中，非线性转换晶体4使用KTP晶体作为倍频晶体，激光晶体3的被激发光通过谐振腔内的KTP晶体实现倍频后输出，输出的激光通过光纤耦合装置61耦合到光纤62中；泵浦光源1为808nm的连续半导体激光器，激光晶体3为Nd:YAG晶体，其中靠近808nm泵浦光的端面镀有1064nm高反、808nm高透膜，在远离808nm泵浦光的端面镀有532nm高反膜；滤光透镜5镀有1064nm高反、532nm高透膜。808nm泵浦光激发激光晶体Nd:YAG产生1064nm的红外激光，1064nm的红外激光通过KTP倍频晶体后产生532nm的绿光，输出的绿光进行耦合。
其余各条光路结构均与图2所示相同。
实施例2
如图3所示是本实施例532nm直腔式倍频连续激光的横向光路基本结构图，纵向可视需要选择是否设置光路。
横向设置横向光路T1、T2和T3三条光路，结构更加紧凑，808nm泵浦光源在横向有部分重叠，但是未挡住出光口，可以正常工作。
实施例3
如图4所示，本实施例与前两个实施例不同的是，输出光不用光纤耦合，横向光路T1和T2的两路输出激光通过斜方棱镜7耦合为接近的两束并列的激光；同样的，纵向光路L1和L2的两路输出激光也通过斜方棱镜7耦合为接近的两束并列的激光。
本发明技术方案中的非线性转换晶体并不局限于倍频其它混频方式，例如三倍频、四倍频、和频、差频等均可以简单的通过选择合适的晶体和根据需要调整光路来实现；同样的，谐振腔并不局限于直腔，其它如V字腔、L型腔等也可以采用本发明的方案。
应理解，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本发明的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。