[发明专利]在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生成光阑的方法，尤其涉及一种在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法。

背景技术

对于提高固体激光器输出激光光束质量的方法，往往是在激光器腔里增加光阑限制高阶模振荡，只允许基模振荡，从而得到近衍射极限的激光输出，从而大大提高输出激光的光束质量。但在腔内增加传统的机械光阑时，存在机械光阑中心难以与激光增益介质中心精确对准的问题，这会使得输出激光光束的截面中心未处于激光增益介质中心，即激光增益最强部分，从而使得增益介质提取效率下降，从而降低了固体激光器的光光转换效率；另外，机械光阑受激光热辐射后容易变形，且机械定位容易走位，这些都影响了在腔内增加了机械光阑的固体激光器的稳定性。

林尊琪等人在1979在“物理学报”上发表了“激光振荡器中采用软边光阑技术”，且凌磊等人提出了一种激光直接刻蚀制作软边光阑的方法，但其生成的光阑未处于增益介质本身的通光端面上，实际运用中，仍存在光阑中心难以与增益介质中心精确对准的问题，使得激光增益未被充分利用，且这个问题在半导体激光泵浦固体激光器中犹为突出，这会大大降低其光光转换效率。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：步骤①，根据固体激光器谐振腔的设计和ABCD矩阵，计算出该增益介质上高斯光束基模激光班的半径尺寸，再由自孔径选模条件得出所需通光孔径的尺寸；步骤②，根据增益介质镀膜面的损伤阈值确定所需光强下限，并根据步骤①中得出的通光孔径尺寸，由成像原理确定挡光圆块的尺寸与挡光圆块距离增益介质端面的高度；步骤③，将增益介质固定于夹具上，并使增益介质的镀膜表面与场镜的焦平面重合，然后调节增益介质的X、Y轴位置，使增益介质的端面中心与挡光圆块中心重合；步骤④，运行激光器触发光束偏转镜，使激光进行阵列式扫描，令光束经场镜聚集后照射在增益介质端面膜层，使得未被挡光块遮挡部分的镀膜面膜层损伤；步骤⑤，以挡光圆块中心垂直线为轴，旋转挡光圆块支撑部分，使步骤④中挡光圆块支持部分遮挡住的光在此步骤中可以得到照射，从而生成整个圆形孔径光阑。

上述的在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：所述的光束偏转镜采用数字逻辑电路控制，且通光孔径的尺寸由挡光圆块大小及挡光圆块的Z轴高度决定。

进一步地，上述的在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：所述挡光圆块的Z轴高度通过螺旋杆调节。

更进一步地，上述的在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：所述的孔径光阑由增益介质表面膜层损伤生成；或是，孔径光阑由增益介质基质表面自身损伤生成。

更进一步地，上述的在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：所述的增益介质表面膜层损伤是采用激光一次阵列式扫描所引起；或是，采用激光多次阵列式扫描所引起。

再进一步地，上述的在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其中：所述的增益介质基质材料是晶体。

本发明技术方案的优点主要体现在：在两次激光阵列式扫描过程中，增益介质的通光面前后两次被挡光圆块支撑架所遮挡部分只被扫描到一次，但其造成的增益介质端面损伤所引起的腔内损耗均已超过腔内增益，所以被激光照射部分高阶模不能起振，起到了提高激光器输出激光光束质量的作用。由此可见，本发明为本领域的技术进步拓展了空间，实施效果好。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，

图1是增益介质夹具的构造示意图；

图2是激光阵列扫描示意图；

图3是增益介质通光端面上生成的孔径光阑示意图。

具体实施方式

在固体激光器的固体增益介质通光面上生成光阑的方法，其特别之处在于包括以下步骤：

首先，根据固体激光器谐振腔的设计，计算出该增益介质上高斯光束基模激光班的半径尺寸，从而得出通光孔径的尺寸。接着，根据增益介质镀膜面的损伤阈值确定所需光强下限。同时，根据先前中得出的通光孔径尺寸，确定挡光圆块的尺寸与挡光圆块距离增益介质端面的高度。