高光束质量集成固体激光器 本发明涉及一种高光束质量集成固体激光器(简称VRR),属于固体激光器技术领域。
现有的固体激光器,用变反射率镜作为输出镜组成谐振腔。参见杂志Opt.Communications,1990,77(2),179;作者s.De silvestri,题目Comparative analysis of Nd:YAG unstable resonator with super-gaussian VRM。变反射率镜谐振腔的调整,要求变反射率镜的最大反射率Ro点必须要在谐振腔光轴上,并与晶体的轴线重合,如图5所示。否则将无法满足变反射率镜组成谐振腔的基本原理,从而达不到良好效果。这一要求对于工程激光器显得更加困难了。
本发明的任务是提供一种高光束质量集成固体激光器,采用变反射率膜和集成技术,大大减小了调整难度,特别适用于小型测距机、牙科激光机等工程小型测距机、牙科激光机等工程小型激光系统。
完成本发明的上述任务的技术方案如下。
高光束质量集成固体激光器,包括光泵,激光介质晶体(1),其特征在于,激光谐振腔是由直接镀在激光介质晶体(1)输出端的变反射率膜(2)和镀在激光介质晶体(1)另一端的全反膜(3)组成。
以下通过实施例,结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明高光束质量集成固体激光器的示意图;
图2是本发明另一实施例的示意图;
图3是本发明又一实施例的示意图;
图4是变反射率膜2的径向反射率分布曲线示意图;
圈5是已有技术固体激光器示意图。
图1所示本发明高光束质量集成固体激光器,其激光介质晶体1输出端镀有变反射率膜2,另一端镀全反膜3,组成激光谐振腔。激光介质晶体1可用Nd:YAG晶体,Cr,Nd:YAG或Nd:Cr:GSGG或GSAG或GGG晶体,两端镀膜后组成非稳腔或稳定腔。
所谓变反射率膜,是指沿该膜的径向或二维方向的反射率从中心到边缘逐渐递减,是非均匀膜。反射率曲线一般为轴对称曲线,例如高斯形,准高斯形,超高斯形或抛物线形等。如图4所示,横坐标为径向距高,纵坐标为反射率R,膜中心的反射率为R。最大,将变反射率膜2直接镀在激光介质晶体的输出端表面,并使变反射率膜2的最大反射率处R。几乎与晶体的几何中心重合,离心精度≤0.3毫米。
谐振腔为非稳腔,例如晶体的输出端为凹面,另一端为平面。
当变反射率膜2的反射率曲线为高斯形时,变反射率膜底宽2a与该方向的晶体尺寸2b的关系为
b=(Mn-1)1/n·a
M是非稳腔的横向放大率(M>1)
N是高斯形变反射率膜的阶数。
如果设计的谐振腔为稳定腔,例如晶体的输出端为凸面,另一端为平面,则a<b,那么变反射率膜同时可起到软光栏的作用,对提高激光光束质量仍然有所贡献。
图2是本发明的另一实施例,在激光介质晶体1输出端与变反射率膜2之间以及晶体另一端与全反膜3之间分别都镀增透膜4和5,更可提高本发明高光束质量集成固体激光器的性能。
图3是本发明地又一实施例,与图2实施例不同处是用分离的全反镜6替代全反膜3 。
图4是变反射率膜2的径向反射率分布曲线示意图,膜中心的反射率为Ro,高膜中心O径向距离为γ或-γ时反射率为最小。
图5是已有技术固体激光器示意图,7为光泵,1为激光介质晶体,6为全反镜,8为变反射率镜。
本发明的效果是由于采用了变反射率膜和集成技术,提高了光束质量,减小了调整难度,这样特别适用于小型测距机,牙科激光机等工程小型激光系统,可减小整机体积,减轻重量,调整方便,节省了装校工时,降低了生产成本。