[发明专利]一种平板玻璃激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体激光器，尤其是涉及一种能够连续输出功率百瓦以上的平板玻璃激光器。

背景技术

传统的连续输出的固体激光器在运转过程中，由于激光工作介质(钕玻璃)的导热性能极差，泵浦灯产生的热量沉积在激光工作介质内产生热应力，在不断重复泵浦和热传导作用下，虽然对器件进行了强冷却，但激光工作介质内热应力和冷却过程中产生的温度梯度仍不断增大，极易导致激光工作介质发生断裂，最终致使传统的连续输出的固体激光器至今仍不能实现连续高功率运转。即使采用半导体激光二极管(LD)泵浦，连续输出功率仍只有瓦级。至今仍无连续输出功率为百瓦以上的平板钕玻璃激光器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，且在激光运动过程中不会产生热应力，能够实现高平均功率连续激光输出的高重复率平板玻璃激光器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种平板玻璃激光器，包括平行平面谐振腔和泵浦源，所述的平行平面谐振腔包括全反射镜和半反射镜，其特征在于所述的泵浦源为半导体激光二极管面阵列，所述的半导体激光二极管面阵列出射的泵浦光束的前进方向上依次设置有平板状的玻璃激光工作物质和流水冷却器，所述的半导体激光二极管面阵列单面泵浦所述的玻璃激光工作物质，所述的流水冷却器单面冷却所述的玻璃激光工作物质。

所述的玻璃激光工作物质的第一端面和第二端面为相互平行的两个斜面，所述的全反射镜的法线与所述的玻璃激光工作物质的第一端面相垂直，所述的半反射镜的法线与所述的玻璃激光工作物质的第二端面相垂直。

激光束在所述的玻璃激光工作物质内的全反射角满足下述临界条件：其中，ψ表示激光束在玻璃激光工作物质内的全反射角，n_c表示所述的流水冷却器中冷却媒质的折射率，n表示所述的玻璃激光工作物质的折射率。

设激光束的光线在所述的玻璃激光工作物质内的反射次数为N取整偶数后的值，其中，L表示所述的玻璃激光工作物质的预设的总长度，t表示所述的玻璃激光工作物质的厚度，表示所述的玻璃激光工作物质的第一端面与所述的玻璃激光工作物质的下表面构成的锐角或所述的玻璃激光工作物质的第二端面与所述的玻璃激光工作物质的上表面构成的锐角，

所述的玻璃激光工作物质的实际的总长度其中，N′表示N取整偶数后的值。

所述的玻璃激光工作物质的第一端面与所述的玻璃激光工作物质的下表面构成的锐角为65±0.1°，所述的玻璃激光工作物质的第二端面与所述的玻璃激光工作物质的上表面构成的锐角为65±0.1°。

所述的半导体激光二极管面阵列与所述的玻璃激光工作物质之间设置有用于保护所述的玻璃激光工作物质的泵浦面的石英玻璃薄片。

与现有技术相比，本发明的优点在于：利用半导体激光二极管面阵列产生的热量对玻璃激光工作物质的下表面进行单面均匀泵浦，玻璃激光工作物质的上表面则通过流水冷却器均匀冷却，与双面泵浦和冷却的激光器相比，其在热平衡时沿玻璃激光工作物质的厚度方向形成线性温度梯度，在玻璃激光工作物质内产生的热应力为零，从而避免了玻璃激光工作物质因热应力而发生断裂现象，可实现高平均功率连续激光输出。此外，本发明的平板玻璃激光器的结构简单，且适用于用作对材料的激光热处理和其它对光束发散角无特殊要求的场合。

附图说明

图1为本发明的平板玻璃激光器的剖面示视图；

图2为玻璃激光工作物质与全反射镜和半反射镜的位置示意图；

图3为玻璃激光工作物质的俯视示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。