[发明专利]一种垂直偏振输出脉冲固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体泵浦垂直偏振输出脉冲固体激光器。

背景技术

Nd：YAG脉冲固体激光器在激光测距、激光照射等领域得到广泛的应用，此类激光器大都工作在50Hz重频以内，脉冲能量1J以内，但随着脉冲重复频率的提高，传统设计的此类激光器因为热致退偏效应的影响，光束质量会急剧下降，本发明设计的特殊谐振腔结构在保证激光光束质量和转换效率的情况下，大幅提高脉冲激光重复频率，可实现脉冲固体激光器100Hz以上高光束质量激光输出，为此类的激光器高重复频率的应用提供了高光束质量激光器解决方案。

发明内容

本发明的目的是：在保证激光光束质量和转换效率的情况下，大幅提高脉冲激光重复频率，实现脉冲固体激光器100Hz以上高光束质量工作。

为了实现脉冲固体激光器的更高重频的高光束质量输出，本发明采用一种崭新的谐振腔结构，使得互相垂直的偏振激光都能够在谐振腔中振荡起振，实现相互垂直的偏振激光同时输出，避免了脉冲固体激光器高功率工作情况下的热退偏效应的影响；另外采用半导体激光泵浦减少了激光工作中的废热总量，减少了热透镜效应的影响，实现脉冲固体激光器100Hz以上高光束质量工作。

该激光器由激光器机体、激光谐振腔、泵浦模块和晶体冷却系统组成。结构特征是：激光谐振腔、泵浦模块和晶体冷却系统都装在激光器机体上。激光谐振腔由输出镜、激光晶体、偏振片两片、电光调Q开关、45°反射镜两片组成；泵浦模块由半导体泵浦激光巴条、热沉、TEC、散热片和风扇组成。晶体冷却系统由水泵、石英玻璃管组成。

谐振腔光路上的半导体泵浦激光巴条泵浦激光晶体激发激光在第一片偏振片处分为互相垂直的两路激光，分别是透射的P偏振光和反射的S偏振光，P偏振光经电光调Q开关后偏振方向偏振90°变为S偏振光，经两片45°反射镜后被两片偏振片反射进入激光晶体完成激光振荡回路；反射的S偏振光经第二片偏振片和两片45°反射镜后进入电光调Q开关，S偏振光经电光调Q开关后偏振方向偏振90度变为P偏振光，从而透过第一片偏振片进入激光晶体完成激光回路。电光调Q开关不加电压情况下，P偏振光和S偏振光经过电光调Q开关偏振状态都不发生改变，激光无法完成回路，激光谐振腔处于关断状态；电光调Q开关上加1/2波电压情况下，P偏振光和S偏振光经过电光调Q开关偏振状态都发生90°，激光完成回路，激光谐振腔处于调Q动态工作状态。

半导体泵浦激光巴条围绕激光晶体均匀封装在热沉上，TEC两工作面分别与热沉和散热片通过导热硅脂紧密贴合，保持良好的热传导，TEC精确控制封装在热沉上巴条的温度，使其发射的泵浦激光的中心波长为808nm，半导体泵浦激光巴条和系统的废热传导到散热片上，最总由风扇散热。

激光晶体由石英玻璃管套装，水泵带动冷却液循环通过石英玻璃管冷却激光晶体。激光机体设计有冷却热箱，可保证激光晶体的冷却需要。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)、与传统设计的脉冲固体激光器相比，发明实现了垂直偏振激光同时输出，避免了热致退偏效应的影响，重复频率更高、转换效率更高、光束质量更好。(2)、相对于传统氙灯泵浦的脉冲固体激光器，发明采用半导体激光泵浦，可实现激光器和冷却系统的一体化设计，激光器体积更紧凑、功耗更低。

附图说明

图1为本发明：一种垂直偏振输出脉冲固体激光器。

图2为本脉冲固体激光器的内部结构图。

图中：1、激光晶体；2-1、热沉A；2-2、热沉B；3、石英玻璃管；4、输出镜；5-1、散热片A；5-2、散热片B；6-1、风扇A；6-2、风扇B；7-1、偏振片A；7-2、偏振片B；8-1、45°反射镜A；8-2、45°反射镜B；9、电光调Q开关；10、水泵；11、激光器机体；12-1、激光器机体盖板A；12-2、激光器机体盖板B；12-3、激光器机体盖板C；12-4、激光器机体盖板；13、半导体泵浦激光巴条；14、TEC。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明