[实用新型]用于激光谐振腔的复合激光腔片

说明书

本实用新型是一种用于激光谐振腔的复合激光腔片，用于激光谐振腔，特别适用于调Q激光谐振腔，是在高功率激光研究和应用中的一种重要元件。

为了获得高功率激光巨脉冲，普遍采用调Q激光器。调Q激光器的构成是在非调Q的激光谐振腔内另加调Q元件(参见在先技术：[1]《激光技术手册》，雷仕湛，  科学出版社，1992年137页；[2]《激光》，《激光》编写组，上海人民出版社，1971年48页)。最基本的非调Q激光谐振腔由安置在两端的激光腔板1与4之间加入具有增益的介质2构成，这两个激光腔板1与4其中之一是部分反射腔板1，另一为全反射腔板4。激光谐振腔内增加的调Q元件3的最佳位置是在增益介质2和全反射腔板4之间。如图1所示。调Q元件3的功能是使激光振荡Q值受到调制，产生调Q的激光输出，获得高功率激光脉冲。但是，置于激光谐振腔内的调Q元件稳定性差，如调Q染料容易变质，调Q色心晶体也因高重复频率或连续运转而导致破坏，从而影响激光器的正常运行，影响其稳定性。实验发现其主要原因是光能量的堆积，综合分析指出，多数情况是热能没有及时带走，调Q元件发热而受损。另外，由于激光谐振腔内增加了调Q元件，它又增加固定调Q元件所用的支架，腔的长度因调Q元件引进而增加，以致不能制成短腔。在需要短腔或超短腔情况下，这一问题显得更加突出。

本实用新型的目的是提供一种用于激光谐振腔的复合激光腔片，将调Q元件与激光腔板结合为一体，可以冷却，提高激光器的调Q性能，提高激光器的稳定性，而且减少腔内元件，有利于获得短或超短腔，有利于延长激光器寿命，以及降低成本。

本实用新型的用于激光谐振腔的复合激光腔片，如图2所示。包含镜框6，在镜框6的一侧以第一压圈901将一调Q腔镜5压在镜框6内。调Q腔镜5与镜框6接触的边框之间有第一密封圈1001。在镜框6的另一侧以第二压圈902将一密封板8压在镜框6内，密封板8与镜框6接触的边框之间有第二密封圈1002。调Q腔镜5与密封板8之间有致冷层7。如图2所示。

所说的调Q腔镜5是由向着致冷层7的一面镀有激光全反射膜502，向着外面的一面镀有激光增透膜501的调Q材料片构成。如图2所示。所说的密封板8是透明的玻璃平板，或是塑料平板，或是金属平板。

本实用新型的用于激光谐振腔的复合激光腔片如上述图2所示。包含调Q腔镜5，镜框6，致冷层7及密封板8，两个压圈901，902，进出口703，701和两个密封圈1001，1002。调Q腔镜5由第一压圈901压紧在镜框6的一侧，镜框6的另一侧是密封板8，调Q腔镜5与密封板8之间为致冷层7。致冷层7内置有流动的冷却物质702，致冷层7带有进口703和出口701以使致冷层7内的冷却物质702流动，将其调Q腔镜5上的热量带走。所说的冷却物质702是流动的冷却液，或者是流动的冷却气体，或者是半导体致冷元件。

所说的调Q腔镜5用的调Q材料片，是掺铬钇铝石榴石(Cr⁺⁴∶YAG)晶体片、或者是钇铝石榴石色心晶体(Cr∶Nd∶YAG)片、或者是氟化锂色心晶体片(LiF∶F^-₂)、或者是双-[二甲基-二硫代-二苯基乙酮]-镍(BDN)染料片等。在调Q材料片的两面镀有不同的膜：一面镀激光全反射膜502，另一面镀激光增透膜501。调Q腔镜5上的激光全反射膜502和激光增透膜501为所用激光波长要求的膜，其激光全反射膜502在选定波长情况下，对激光束产生全反射，因为这一面又是致冷层7的内表面，直接接触流动的冷却物质702，所以此激光全反射膜与其冷却物质702必须相配。使此激光全反射膜502不因流动的冷却物质702的侵蚀而受损以致能达到最好的冷却效果。激光增透膜501对激光束是增透的。调Q腔镜5装入镜框6的一侧时，调Q腔镜5的镀全反射膜的一面是致冷层7的内表面，而镀有激光增透膜501的一面朝向外面。调Q腔镜5的光学厚度按激光器的激光增益大小而定。

所说的致冷层7的作用是使调Q腔镜5保持合适温度带走多余热量，冷却物质702所用材料随调Q元件的用料而选择，不论是液体或气体或固体，都不能与激光全反射膜或与调Q材料发生化学作用。