[发明专利]具有频率加倍的固体激光器的光电组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有频率加倍的固体激光器的光电组件，该固体激光器尤其是具有掺有钕的原钒酸钇(Nb:YVO4)的二极管泵浦的固体激光器(DPSS)，其1064nm的IR激光射线由位于光谐振器内的、磷酸氧钛钾(KTP)制成的光学上非线性的晶体被频率加倍到532nm的绿光谱区域，以用于诸如组件激光器的光电标记系统。

背景技术

光电标记系统用在单模式运行(TEM00)中，在该单模式运行中所射出的、频率加倍的激光射线仅具有一个空间能量最大值，因此该激光射线在入射到能反射的目标对象上时产生恰好一个圆形的光斑。但在光学上非线性的晶体中，依据边界条件、尤其是依据环境温度会引起不同的运行模式。通常频率加倍的固体激光器被指定在15℃至30℃的运行温度。

根据US5495489，在具有模块化的频率加倍的固体激光器的光电组件中光谐振器与同轴前进的热源相结合，并被控制装置调节到接近30℃的运行温度，也就是说根据针对不同环境温度的设计情况要另外通过Peltier元件加热和冷却，或者仅相对于环境温度冷却或加热。在此光谐振器同轴地设置在可控热源内，该可控热源本身径向地在同轴热沉之外被冷却肋条包围。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于工艺上简单地实现一种光电组件，其具有在-20℃至+45℃的环境温度范围内在单模式运行中稳定的频率加倍的固体激光器。另一方面在于合适地装配频率加倍的固体激光器在该光电组件内部的光轴。

该技术问题主要通过权利要求1的特征解决。优选的改进由从属权利要求给出。

从而一种光电组件具有在该光电组件中调整固定的、模块化的频率加倍的固体激光器，该固体激光器具有光谐振器，该光谐振器导热地与可由控制装置控制的热源相连接，其中该固体激光器的运行温度通过控制装置设置在40℃和55℃之间。

由于固体激光器不常见以及能量上不经济的高运行温度，还可能在-20℃至+45℃的环境温度范围内放弃使用主动的冷却，由此对所述可控热源来说(比Peltier元件)简单的并因此成本更低的可控加热装置就足够了。在具有与温度相关的电阻的情况下，热源同时还可以用作温度传感器。

优选地，所述加热装置是(自粘合的)加热薄膜，该加热薄膜进一步优选地包裹光谐振器，由此该加热薄膜可以在工艺上简单地安装在模块化的频率加倍的固体激光器的光谐振器的区域内。

优选地，固体激光器通过热传导能力在0.1至10W/(km)范围内的可固化的灌注材料嵌入到光电组件中，由此该灌注材料在工艺上简单地将一种(用以通过始终较低的环境温度来冷却)预定义的热流以及固体激光器的简单的径向和轴向安装与光电组件结合成一体。

优选地，所述灌注材料由石膏制成，石膏进一步优选地具有添加物如金属屑，由此热传导能力以及固化时间都可设置在合适的范围内。

优选地，在模块化的固体激光器和径向环绕的光电组件之间设置轴向密封的密封装置，由此该密封装置(当光学安装时设置在下面)防止还很粘的灌注材料流走，由此光学安装在工艺上变得很简单。

附图说明

参照优选实施例，用光电组件的示意图详细描述本发明。

具体实施方式

根据图1，光电组件1具有在该光电组件中调整固定的、模块化的频率加倍的固体激光器2，该固体激光器以具有掺有钕的原钒酸钇(Nb:YVO4)的二极管泵浦的固体激光器(DPSS)的形式存在，其1064nm的IR激光射线由位于光谐振器3内的、磷酸氧钛钾(KTP)制成的光学上非线性的晶体被频率加倍到532nm的绿光谱区域，并且发射聚焦的绿色激光射线8。光谐振器3在模块化固体激光器2中的空间范围导热地与可由微控制器形式的控制装置4控制的热源5相连接，该热源以自粘合的加热薄膜的形式存在。在此，环绕包围该光谐振器3的加热薄膜的与温度有关的电阻同时还被控制装置4用作温度传感器。通过在控制装置4中将50℃的运行温度T设定为阈值，固体激光器2(在启动温度调节电路之后)也会在50℃的运行温度T时运行。在模块化固体激光器2和径向环绕的光电组件1之间设置轴向密封的密封装置6，该密封装置在安装时在重力G的方向上封闭与轴向环绕的光电组件1之间形成的环形空间。当填满该环形空间的、由具有金属屑的热传导能力在0.1到1.0W/(km)之间的石膏制成的可固化灌注材料7被固化之后，固体激光器2被轴向和径向调整地嵌入径向环绕的光电组件1中。通过灌注材料7的用金属屑限定设置的0.1到1.0W/(km)的导热能力λ，热流动主要是从热源5和固体激光器2进行到通过45℃的环境温度U被动冷却的支架9，该支架由光电组件1的金属制成。