CN109361148B - 一种固体激光器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及激光技术领域，公开了一种固体激光器。该固体激光器包括：第一激光模块，用于将第一激光光源转换为第一激光；第一可旋转镜，设有第一镜部、第二镜部和第三镜部，第一可旋转镜用于：当位于第一位置，通过第一镜部反射第一激光，当位于第二位置，通过第二镜部和第三镜部透射第一激光；第二激光模块，用于将第二激光光源转换为第二激光；第二可旋转镜，设有第三镜部和第六镜部，第二可旋转镜用于：当位于第三位置，通过第六镜部反射第一激光，并通过第四镜部透射第二激光；第三激光模块，用于将第一激光和第二激光转换为第三激光。通过以上方式，本实施例能够选择输出不同波长的激光，并且激光的功率密度高。

Description

一种固体激光器

技术领域

本发明实施例涉及激光技术领域，特别是涉及一种固体激光器。

背景技术

紫外激光器具有高的光子能量，在材料加工中能够直接破坏许多非金属材料的分子，以实现“冷”加工处理，并且，紫外激光光斑小、波长短、聚焦性能好，适合微细结构的加工。

绿色固体激光器具有效率高、功率大、光束质量好、体积小、寿命长等优点，在彩色显示、激光医疗、水下通信、贵重金属标刻等领域有着广泛的应用。

近些年来，由于需要用激光进行打标的材料种类越来越丰富，可能需要一台激光器能够输出多种波长，双波段或多波段固体激光器成为研究的热点。不仅如此，在激光医疗环境生物学中也对固体激光器提出了要求，例如，当加工一个由多种材料组成的部件时，根据材料的属性、厚度、入射光斑尺寸要求、功率需求等情况，需要能够自由切换不同波长的激光。

本发明的发明人在实现本发明实施例的过程中发现：目前的固体激光器通过分光棱镜同时产生两种波长的激光，激光的功率密度较低。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种固体激光器，能够选择输出不同波长的激光，并且激光的功率密度高。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种固体激光器，包括:第一激光模块，用于接收第一激光光源，并将所述第一激光光源转换为第一激光输出；第一可旋转镜，设于所述第一激光模块的输出端，所述第一可旋转镜设有第一镜部、第二镜部和第三镜部，所述第一镜部和所述第二镜部设于所述第一可旋转镜的同一侧，所述第三镜部设于所述第一可旋转镜的另一侧，所述第一可旋转镜用于：当位于第一位置时，通过所述第一镜部反射所述第一激光，使所述第一激光沿所述第一可旋转镜的第一输出方向输出，从而输出所述第一激光，当位于第二位置时，通过所述第二镜部和所述第三镜部透射所述第一激光，使所述第一激光沿所述第一可旋转镜的第二输出方向输出；第二激光模块，用于接收第二激光光源，并将所述第二激光光源转换为第二激光输出；第二可旋转镜，设于所述第一可旋转镜的第二输出方向和所述第二激光模块的输出端，所述第二可旋转镜设有第四镜部和第六镜部，所述第四镜部和所述第六镜部设于所述第二可旋转镜的相对两侧，所述第二可旋转镜用于：当位于第三位置时，通过所述第六镜部反射所述第一可旋转镜透射的所述第一激光，使所述第一激光沿所述第二可旋转镜的第一输出方向输出，并通过所述第四镜部透射所述第二激光，使所述第二激光沿所述第二可旋转镜的第一输出方向输出；第三激光模块，设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，用于接收所述第一激光和所述第二激光，并将所述第一激光和所述第二激光转换为第三激光输出，从而输出所述第三激光。

可选地，所述第二可旋转镜还设有第五镜部，所述第五镜部和所述第四镜部位于所述第二可旋转镜的同一侧，所述第二可旋转镜还用于：当位于第四位置时，通过所述第五镜部反射所述第二激光，使所述第二激光沿所述第二可旋转镜的第二输出方向输出；所述固体激光器还包括：反射镜；所述反射镜设于所述第二可旋转镜的第二输出方向，所述反射镜用于：反射所述第二激光，从而输出所述第二激光。

可选地，所述第一激光模块包括依次设置的：第一全反镜、第一激光晶体、第一声光Q开关、第一输出镜；所述第一全反镜用于透过所述第一激光光源；所述第一激光晶体用于将所述第一全反镜透过的所述第一激光光源转换为所述第一激光；所述第一声光Q开关用于将连续的所述第一激光调制为脉冲的所述第一激光；所述第一输出镜用于透过所述第一激光，以使所述第一激光输出至所述第一可旋转镜；所述第一全反镜还用于反射所述第一激光光源，所述第一输出镜还用于反射所述第一激光光源，以使所述第一全反镜和所述第一输出镜形成所述第一激光的谐振腔，从而未转换成所述第一激光的第一激光光源在所述第一全反镜、所述第一激光晶体、所述第一声光Q开关、所述第一输出镜之间振荡。

可选地，所述第二激光模块包括依次设置的：第二全反镜、第二激光晶体、第二声光Q开关、二倍频晶体、第二输出镜；所述第二全反镜用于透过所述第二激光光源；所述第二激光晶体用于将所述第二全反镜透过的所述第二激光光源转换为所述第一激光；所述第二声光Q开关用于将连续的所述第一激光调制为脉冲的所述第一激光；所述二倍频晶体用于将所述第一激光转换为所述第二激光；所述第二输出镜用于透过所述第二激光，以使所述第二激光输出至所述第二可旋转镜；所述第二全反镜还用于反射所述第一激光光源，所述第二输出镜还用于反射所述第一激光光源，以使所述第一全反镜和所述第一输出镜形成所述第二激光的谐振腔，从而未转换成所述第二激光的第一激光在所述第一全反镜、所述第一激光晶体、所述第一声光Q开关、所述第一输出镜之间振荡。

可选地，所述固体激光器还包括：第一激光输入模块，设于所述第一激光模块的输入端，用于产生并发射所述第一激光光源；第二激光输入模块，设于所述第二激光模块的输入端，用于产生并发射所述第二激光光源。

可选地，所述固体激光器还包括：第一聚焦模块，设于所述第一激光输入模块和所述第一激光模块之间，用于将所述第一激光光源聚焦至所述第一激光模块；第二聚焦模块，设于所述二激光输入模块和所述第二激光模块之间，用于将所述第二激光光源聚焦至所述第二激光模块。

可选地，所述第三激光模块包括：三倍频晶体和第三输出镜；所述三倍频晶体设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，所述三倍频晶体用于将所述第一激光和所述第二激光转换为第三激光；所述第三输出镜用于透过所述第三激光，从而输出所述第三激光。

可选地，所述第三激光模块还包括：光斑整形子模块；所述光斑整形子模块设于所述第三输出镜远离所述三倍频晶体的一端，所述光斑整形子模块用于对所述第三激光进行整形。

可选地，所述固体激光器还包括：第一聚焦透镜，设于所述第一可旋转镜的第二输出方向，用于将所述第一可旋转镜透过的所述第一激光聚焦至所述第二可旋转镜；第二聚焦透镜，设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，用于将所述第二可旋转镜反射的所述第一激光和所述第二可旋转镜透过的所述第二激光聚焦至所述第三激光模块。

可选地，所述固体激光器还包括：控制器；所述控制器分别与所述第一可旋转镜和所述第二可旋转镜连接，所述控制器用于：当接收到第一激光输出指令时，控制所述第一可旋转镜旋转至所述第一位置；当接收到第二激光输出指令时，控制所述第二可旋转镜旋转至所述第四位置；当接收到第三激光输出指令时，控制所述第一可旋转镜旋转至所述第二位置，同时控制所述第二可旋转镜旋转至所述第三位置。

可选地，所述第一激光为1064nm激光，所述第二激光为532nm激光，所述第三激光为355nm激光。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例提供一种固体激光器，通过第一激光模块输出第一激光，第二激光模块输出第二激光，第一可旋转镜、第二可旋转镜通过旋转至不同的位置，从而选择输出第一激光或者第三激光，第一激光或者第三激光的波长不同、功率密度大致相同，解决了基频光和倍频光功率密度较低的问题，能够选择输出不同波长的激光，并且激光的功率密度高。

附图说明

一个或多个实施通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的其中一种固体激光器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种固体激光器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种固体激光器的结构示意图；

图4a为图1的固体激光器的第一可旋转镜的结构示意图；

图4b为图1的固体激光器的第二可旋转镜的结构示意图；

图4c为图1的固体激光器的第一可旋转镜和第二可旋转镜的结构示意图；

图5为图1的固体激光器的功能模块结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前的双波长激光器，通常局限在红外-绿光波段或者绿光-紫外波段。其中，红外-绿光双波长激光器通过非线性晶体进行倍频，再通过分光棱镜将未被倍频的基频光和倍频光分离输出形成双波长，这种激光器输出的激光的功率密度较低，并且，两种波段激光必须同时输出，用户无法自由选择输出某一波段激光，选择性较差。另外，还有一些红外绿光双波长激光器利用光的偏振性旋转是否倍频或直接红外输出(例如编号为1673-1255(2015)-06-0037-03，题目为：“1064nm/532nm双波长自由切换输出激光器”的研究)，此类激光器结构复杂、器件较多，技术和资金成本较高，不利于工业化生产。绿光-紫外双波长激光器通过非线性晶体进行倍频后与基频光和频，以实现紫外光的输出，但是腔外和频功率密度低，使得产生的紫外和频光功率也比较低。基于此，本发明实施例提供一种固体激光器，通过设置两个激光模块和两个可旋转镜，解决了基频光和倍频光功率密度较低的问题，能够选择输出不同波长的激光，并且激光的功率密度高。

具体地，下面将通过实施例对固体激光器进行阐述。

请参阅图1，为本发明实施例提供的其中一种固体激光器的结构示意图。如图1所示，固体激光器100包括：第一激光模块110、第二激光模块120、第三激光模块130、第一可旋转镜141、第二可旋转镜142和反射镜143。

其中，第一可旋转镜141设于第一激光模块110的输出端，第二可旋转镜142设于第二激光模块120的输出端，并且，第二可旋转镜142位于第一可旋转镜141的第二输出方向，第三激光模块130设于第二可旋转镜142的第一输出方向，反射镜143设于第二可旋转镜142的第二输出方向。第一激光模块110用于接收第一激光光源，并将第一激光光源转换为第一激光输出。第一可旋转镜141设有第一镜部1411和第二镜部1412(如图4a所示)，第一可旋转镜141用于：当位于第一位置时，通过第一镜部1411反射所述第一激光，使第一激光沿第一可旋转镜141的第一输出方向输出，从而输出第一激光，当位于第二位置时，通过第二镜部1412透射第一激光，使第一激光沿第一可旋转镜141的第二输出方向输出。第二激光模块120用于接收第二激光光源，并将第二激光光源转换为第二激光输出。第二可旋转镜142设有第三镜部1421和第四镜部1422(如图4b所示)，第二可旋转镜142用于：当位于第三位置时，通过第三镜部1421反射第二镜部1412透射的第一激光，使第一激光沿第二可旋转镜142的第一输出方向输出，并通过第三镜部1421透射第二激光，使第二激光沿第二可旋转镜142的第一输出方向输出；当位于第四位置时，通过第四镜部1422反射第二激光，使第二激光沿第二可旋转镜142的第二输出方向输出。反射镜143用于反射第二激光，从而输出第二激光。第三激光模块130用于接收沿第二可旋转镜142的第一输出方向输出的第一激光和第二激光，并将第一激光和第二激光转换为第三激光输出，从而输出第三激光。

其中，在本实施例中，第一激光为1064nm激光(红外激光)，第二激光为532nm激光(绿光激光)，第三激光为355nm激光(紫外激光)。当然，第一激光、第二激光、第三激光还可以为其他波长激光，可以根据实际需要进行选择。

具体地，请再参阅图1，第一激光模块110包括第一全反镜111、第一激光晶体112、第一声光Q开关113、第一输出镜114。

其中，第一全反镜111、第一激光晶体112、第一声光Q开关113、第一输出镜114按照靠近第一可旋转镜141的方向依次设置。并且，第一全反镜111、第一激光晶体112、第一声光Q开关113和第一输出镜114形成第一谐振腔。

第一全反镜111可以为平面镜或者曲面镜，具体为第一谐振腔的前腔平面镜。第一全反镜111远离第一激光晶体112的一侧镀有808nm增透膜(R<0.2％)，第一全反镜111靠近第一激光晶体112的一侧镀有808nm增透膜(R<0.2％)和1064nm高反膜(R>99.9％)。第一全反镜111用于透过第一激光光源；第一全反镜111还用于反射第一激光光源。

第一激光晶体112为Nd:YVO4激光晶体，其对泵浦光有更大的受激发射截面和较高的吸收系数。第一激光晶体112的两侧均镀有808nm增透膜(R<0.2％)和1064nm增透膜(R<0.2％)。在本实施例中，第一激光晶体112用于将第一全反镜111透过的第一激光光源转换为第一激光。

第一声光Q开关113能够通过调Q技术使连续激光功率输出转化为具有高峰值功率的激光脉冲输出。第一声光Q开关113的声光晶体两侧均镀有1064nm增透膜(R<0.2％)。在本实施例中，第一声光Q开关113用于将第一激光晶体112输出的连续的第一激光调制为脉冲的第一激光，并输出至第一输出镜114。

第一输出镜114可以为平面镜或者曲面镜制作而成的反射镜。第一输出镜114的两侧镀有1064nm部分透射膜(R约等于80％)。在本实施例中，第一输出镜114用于透过第一激光，以使第一激光输出至第一可旋转镜141；第一输出镜114还用于反射第一激光光源。

在本实施例中，第一激光模块110的工作工程大致为：第一激光光源输入第一激光模块110，第一激光光源透过第一全反镜111汇聚到第一激光晶体112，第一激光晶体112将第一激光光源转换为第一激光，第一声光Q开关113调制第一激光，第一输出镜114透过第一激光，从而第一激光输出至第一可旋转镜141，同时，部分未转换成第一激光的第一激光光源在第一输出镜115被反射回第一谐振腔腔内，第一激光光源在第一谐振腔腔内振荡，直至转换为第一激光后从第一输出镜114输出。

可选地，在一些其他实施例中，请参阅图2，第一激光模块110还包括：第一转向镜115。第一转向镜115为反射镜，能够使光路转向。第一转向镜115设于第一声光Q开关113和第一输出镜114之间，用于将第一声光Q开关113输出的第一激光反射至第一输出镜114，从而使第一激光的传播方向改变。通过设置第一转向镜115，使第一激光的光路方向改变，能够使固体激光器100能够适应不同的腔型结构，例如适应“H”形状腔型。

可选地，在一些其他实施例中，请参阅图3，第一激光模块110可以包括第一全反镜111、第一激光晶体112、第一声光Q开关113、第一镜片116、第二镜片117和第三镜片118。当第一激光光源入射第一激光模块110时，第一全反镜111透过第一激光光源，第一激光晶体112将第一激光光源转换为第一激光，并输出至第二镜片117，第二镜片117将第一激光反射至第三镜片118，第三镜片118将第一激光反射至第一可旋转镜141，同时，第二镜片117将部分未转换为第一激光的第一激光光源反射回第一激光晶体112，未转换的第一激光光源透过第一激光晶体112，第一全反镜111将未转换的第一激光光源反射至第一声光Q开关113，第一声光Q开关113对第一激光光源进行调制后输出至第一镜片116，第一镜片116反射第一激光光源，第一激光光源依次经过第一声光Q开关113、第一全反镜111后，在第一激光晶体112继续进行转换，转换得到的第一激光依次经过第二镜片117、第三镜片118后出射，而未转换的第一激光光源继续在谐振腔内振荡。通过以上方式，能够使第一激光模块110的结构多样化，以适应不同的腔型结构，例如适应“Z”形腔型。

具体地，请再参阅图1，第二激光模块120包括第二全反镜121、第二激光晶体122、第二声光Q开关123、二倍频晶体124、第二输出镜125。

其中，第二全反镜121、第二激光晶体122、第二声光Q开关123、二倍频晶体124、第二输出镜125按照靠近第二可旋转镜142的方向依次设置。并且，第二全反镜121、第二激光晶体122、第二声光Q开关123、二倍频晶体124、第二输出镜125形成第二谐振腔。

第二全反镜121可以为平面镜或者曲面镜，具体为第二谐振腔的前腔平面镜。第二全反镜121远离第二激光晶体122的一侧镀有808nm增透膜(R<0.2％)，第二全反镜121靠近第二激光晶体122的一侧镀有808nm增透膜(R<0.2％)和1064nm高反膜(R>99.9％)。第二全反镜121于透过第二激光光源；第二全反镜121还用于反射第二激光光源。

第二激光晶体122为Nd:YVO4激光晶体，其对泵浦光有更大的受激发射截面和较高的吸收系数。第二激光晶体122的两侧均镀有808nm增透膜(R<0.2％)和1064nm增透膜(R<0.2％)，其靠近第二声光Q开关123的一侧还镀有532nm高反膜(R>99.9％)。在本实施例中，第二激光晶体122用于将第二全反镜121透过的第二激光光源转换为第一激光。

第二声光Q开关123能够通过调Q技术使连续激光功率输出转化为具有高峰值功率的激光脉冲输出。第二声光Q开关123的声光晶体端面两侧均镀有1064nm增透膜(R<0.2％)和532nm增透膜(R<0.2％)。在本实施例中，第二声光Q开关123用于将第二激光晶体122输出的连续的第一激光调制为脉冲的第一激光，并输出至二倍频晶体124。

二倍频晶体124可以为磷酸二氢钾(KDP)、三硼酸锂(LBO)、硼酸铋(BIBO)、磷酸氧钛钾(KTP)、偏硼酸钡(BBO)中的一种材料制备而成，能够将1064nm激光转换为高功率的532nm激光。二倍频晶体124的两侧均镀有1064nm增透膜(R<0.2％)和532nm增透膜(R<0.2％)。在本实施例中，二倍频晶体124用于将第一激光转换为第二激光。

第二输出镜125可以为平面镜或者曲面镜制作而成的反射镜。第二输出镜125的两侧镀有532nm部分透射膜(R约等于80％)和1064nm高反膜(R>99.9％)。在本实施例中，第二输出镜125用于透过第二激光，以使第二激光输出至第二可旋转镜142；第二输出镜125还用于反射第一激光。

在本实施例中，第二激光模块120的工作工程大致为：第二激光光源输入第二激光模块120，第二全反镜121透过第二激光光源，第二激光晶体122将第二激光光源转换为第一激光，第二声光Q开关123调制第一激光，二倍频晶体124将第一激光转换为第二激光，第二输出镜125透过第二激光，从而第二激光输出至第二可旋转镜142，同时，部分未转换成第二激光的第一激光在第二输出镜125被反射回第二谐振腔腔内，第一激光在第二谐振腔腔内振荡，直至转换为第二激光后从第二输出镜125输出。

可选地，在一些其他实施例中，请参阅图3，第二激光模块120还包括：第二转向镜126和第三转向镜127。第二转向镜126和第三转向镜127均为反射镜，能够使光路转向。第二转向镜126、第三转向镜127设于第二声光Q开关123和二倍频晶体124之间，第二转向镜126用于将第二声光Q开关123输出的第一激光反射至第三转向镜127，第三转向镜127用于将第二转向镜126反射的第一激光反射至二倍频晶体124，从而使第一激光的传播方向改变。通过设置第二转向镜126和第三转向镜127，使第一激光的光路方向改变，能够使固体激光器100能够适应不同的腔型结构，例如“Z”形腔型。

具体地，请再参阅图1，第三激光模块130包括：三倍频晶体131和第三输出镜132。三倍频晶体131设于第二可旋转镜142的第一输出方向，第三输出镜132设于三倍频晶体131远离第二可旋转镜142的一侧。

三倍频晶体131为三硼酸锂(LBO)晶体，能够将1064nm基频光和532nm倍频光通过腔外和频的方式形成355nm紫外激光输出。三倍频晶体131的两侧镀有1064nm&532nm&355增透膜(R＜0.2％)。在本实施例中，三倍频晶体131用于将第二可旋转镜142反射的第一激光和第二可旋转镜142透射的第二激光转换为第三激光。

第三输出镜132可以为平面镜或者曲面镜制作而成。第三输出镜132的两端均镀有355nm增透膜(R＜0.2％)、1064nm高反膜(R＞99.9％)和532nm高反膜(R＞99.9％)。第三输出镜132用于透过第三激光，从而输出第三激光。其中，可通过优化匹配基频光和倍频光，即第一激光和第二激光，使其功率密度比例为1:1，从而提高倍频与和频效率，为高功率紫外激光输出提供条件。

可选地，在一些其他实施例中，为了得到高质量的光束，第三激光模块130还包括：光斑整形子模块133。光斑整形子模块133可以为非透镜整形***、微透镜阵列整形***、或双折射透镜整形***等等，用于对紫外激光进行整形。光斑整形子模块133设于第三输出镜132远离三倍频晶体131的一端，光斑整形子模块133用于对第三激光进行整形，从而得到高质量的第三激光。

请一并参阅图1和图4a，第一可旋转镜141设于第一输出镜114远离第一声光Q开关113的一侧，用于接收第一激光模块110输出的第一激光。第一可旋转镜141可以为可旋转式的平面圆形镜，第一可旋转镜141设有第一镜部1411、第二镜部1412和第三镜部1413，第一镜部1411与第二镜部1412设于靠近第一激光模块110的同一侧，第三镜部1413设于远离第一激光模块110的一侧，即与第一镜部1411、第二镜部1412相对的另一侧。可以将第一镜部1411和第二镜部1412面积之比设为均等比例或其他比例。在本实施例中，第一可旋转镜141为圆形镜片，将其等比划分为第一镜部1411和第二镜部1412，第一镜部1411和第二镜部1412均为半圆形，第三镜部1413为圆形。第一镜部1411镀有1064nm高反膜(R>99.9％)，第二镜部1412镀有1064nm增透膜(R<0.2％)，第三镜部1413镀有1064nm增透膜(R<0.2％)。第一镜部1411用于反射第一激光，第二镜部1412用于透射第一激光，第三镜部1413用于透射第一激光。

在本实施例中，第一可旋转镜141用于：当位于第一位置时，即，将第一可旋转镜141的1064nm高反的镀膜镜部旋转至光路中时，通过第一镜部1411反射第一激光，使第一激光沿第一可旋转镜141的第一输出方向输出，从而输出第一激光；当位于第二位置时，即，将第一可旋转镜141的1064nm增透的镀膜镜部旋转至光路中时，通过第二镜部1412透射第一激光，使第一激光沿第一可旋转镜141的第二输出方向输出。

其中，当第一可旋转镜141位于第一位置时，第一激光的光路与第一镜部1411的位置关系如图4a所示。当第一可旋转镜141位于第一位置时，固体激光器100输出第一激光。

其中，在本实施例中，第一可旋转镜141的第一输出方向与第一可旋转镜141的第二输出方向垂直。

可选地，第一可旋转镜141可以设置限位装置，以限制第一可旋转镜141停留在第一位置或第二位置。例如，限位装置可以为限位开关，当第一可旋转镜141旋转到第一位置或者第二位置时，第一可旋转镜141触碰到限位开关，则第一可旋转镜141停止转动，使第一可旋转镜141停止在第一位置或者第二位置。

请一并参阅图1和图4b，第二可旋转镜142设于第二输出镜125远离二倍频晶体124的一端，并位于第一可旋转镜141的第二输出方向上。第二可旋转镜142用于接收第二激光模块120输出的第二激光。第二可旋转镜142可以为可旋转式的平面圆形镜，第二可旋转镜142设有第四镜部1421、第五镜部1422和第六镜部1423，第四镜部1412和第五镜部1422设于靠近第二激光模块120的同一侧，第六镜部1423设于远离第二激光模块120的一侧，即与第四镜部1412、第五镜部1422相对的另一侧。可以将第三镜部1421和第四镜部1422面积之比设为均等比例或其他比例。在本实施例中，第二可旋转镜142为圆形镜片，将其等比划分为第四镜部1412和第五镜部1422，第四镜部1421、第五镜部1422均为半圆形，第六镜部1423为圆形。第四镜部1421镀有532nm增透膜(R＜0.2％)，第五镜部1422镀有532nm高反膜(R＞99.9％)，第六镜部1423镀有1064nm高反膜(R＞99.9％)和532nm增透膜(R＜0.2％)。第四镜部1421用于透射第二激光，第五镜部1422用于反射第二激光，第六镜部1423用于反射第一激光和透射第二激光。

在本实施例中，第二可旋转镜142用于：当位于第三位置时，即，将第二可旋转镜142的1064nm高反的镀膜镜部旋转至第一激光的光路、将第二可旋转镜142的532nm增透的镀膜镜部旋转至第二激光的光路中时，通过第六镜部1423反射第一可旋转镜141透射的第一激光，使第一激光沿第二可旋转镜142的第一输出方向输出，并通过第四镜部1421透射第二激光，使第二激光沿第二可旋转镜142的第一输出方向输出；当位于第四位置时，即，将第二可旋转镜142的532nm高反的镀膜镜部旋转至第二激光的光路中时，通过第五镜部1422反射第二激光，使第二激光沿第二可旋转镜142的第二输出方向输出。

其中，当第二可旋转镜142位于第四位置时，第二激光的光路与第五镜部1422的位置关系如图4b所示。当第二可旋转镜142位于第四位置时，固体激光器100输出第二激光；当第二可旋转镜142位于第四位置、第一可旋转镜141位于第一位置，固体激光器100可同时输出第二激光和第一激光。

其中，当第一可旋转镜141位于第二位置、第二可旋转镜142位于第三位置时，第一激光的光路与第二镜部1412的位置关系、第二激光的光路与第四镜部1421的位置关系如图4c所示。当第二可旋转镜142位于第三位置、第一可旋转镜141位于第二位置，固体激光器100输出第三激光。

其中，在本实施例中，第二可旋转镜142的第一输出方向与第二可旋转镜142的第二输出方向垂直，并且，第二可旋转镜142的第二输出方向与第一可旋转镜141的第二输出方向相同。

可选地，第二可旋转镜142可以设置限位装置，以限制第二可旋转镜142停留在第三位置或第四位置。例如，限位装置可以为限位开关，当第二可旋转镜142旋转到第三位置或第四位置时，第二可旋转镜142触碰到限位开关，则第二可旋转镜142停止转动，使第二可旋转镜142停止在第三位置或第四位置。

请再参阅图1，反射镜143设于第二可旋转镜142的第二输出方向，并且反射镜143的入射面与第二可旋转镜142的第二输出方向成45度以使得第二激光经过反射镜143反射后沿与第二可旋转镜142的第二输出方向垂直的方向出射。反射镜143靠近第二可旋转镜142的一侧镀有532nm高反膜(R>99.9％)，反射镜143用于反射第二可旋转镜142反射的第二激光，从而输出所述第二激光。

需要说明的是，第一激光输出的方向、第二激光输出的方向、第三激光输出的方向相同。

需要说明的是，在本实施例中，第一激光、第二激光和第三激光可以任意切换，既可输出一路激光(例如输出第一激光或第三激光)，也可同时输出两路激光(例如同时输出第一激光和第二激光)，可以根据用户的实际使用情况自由选择。

需要说明的是，在本实施例中，第一激光模块110和第一可旋转镜141可以整合成1064nm基频光输出激光模块；第二激光模块120、第二可旋转镜142和反射镜143可整合成532nm绿光输出激光模块；第三激光模块130可整合成355nm和频光路模块，产品模块化程度高，不仅便于模块化生产，而且通过分别检测各自光路即可找出故障点，便于后期升级和维修。可选地，如图1所示，固体激光器100还可以包括：第一激光输入模块151和第二激光输入模块152。第一激光输入模块151为半导体激光器，第一激光输入模块151设于第一激光模块110的输入端，用于产生并发射第一激光光源。在本实施例中，第一激光光源为808nm激光。第二激光输入模块152为半导体激光器，第二激光输入模块152设于第二激光模块120的输入端，用于产生并发射第二激光光源。在本实施例中，第二激光光源为808nm激光。当然，在一些实施例中，第一激光光源和第二激光光源可以相同，第一激光输入模块151和第二激光输入模块152为同一激光输入模块，同一激光输入模块分成两路分别输出至第一激光模块110和第二激光模块120。

可选地，如图1所示，固体激光器100还可以包括：第一聚焦模块161和第二聚焦模块162。第一聚焦模块161设于第一激光输入模块151和第一激光模块110之间，第一聚焦模块161用于将第一激光输入模块151发射的第一激光光源聚焦至第一激光模块110的第一激光晶体112。第二聚焦模块162设于第二激光输入模块152和第二激光模块120之间，第二聚焦模块162用于将第二激光输入模块152发射的第二激光光源聚焦至第二激光模块120的第二激光晶体122。通过设置第一聚焦模块161和第二聚焦模块162，能够减小激光晶体的热透镜效应，提高晶体的转换效率。

其中，第一聚焦模块161和第二聚焦模块162可以为相同的聚焦模块。聚焦模块由两个相对设置的平凸镜组成，以对激光光束进行聚焦。

可选地，如图1所示，固体激光器100还可以包括：第一聚焦透镜171和第二聚焦透镜172。第一聚焦透镜171和第二聚焦透镜172可以为凸透镜，用于对光束进行聚焦。第一聚焦透镜171的两侧均镀有1064nm增透膜(R＜0.2％)，第一聚焦透镜171设于第一可旋转镜141的第二输出方向，并位于第一可旋转镜141和第二可旋转镜142之间。第一聚焦透镜171用于将第一可旋转镜141透过的第一激光聚焦至第二可旋转镜142。第二聚焦透镜172两侧均镀有1064nm增透膜(R＜0.2％)和532nm增透膜(R＜0.2％)，第二聚焦透镜172设于第二可旋转镜142的第一输出方向，并位于第二可旋转镜142和第三激光模块130之间。第二聚焦透镜172用于将第二可旋转镜142反射的第一激光和第二可旋转镜142透过的第二激光聚焦至三倍频晶体131。

可选地，请一并参阅图1和图5，固体激光器100还可以包括：控制器180。控制器180分别与第一可旋转镜141和第二可旋转镜142连接，控制器180用于：当接收到第一激光输出指令时，控制第一可旋转镜141旋转至第一位置；当接收到第二激光输出指令时，控制第二可旋转镜142旋转至第四位置；当接收到第三激光输出指令时，控制第一可旋转镜141旋转至第二位置，同时控制第二可旋转镜142旋转至第三位置。

其中，控制器180可以同时或者分别接收第一激光输出指令和第二激光输出指令，当控制器180同时接收第一激光输出指令和第二激光输出指令时，控制器180同时控制第一可旋转镜141和第二可旋转镜142，以使第一激光和第二激光同时输出；当控制器180分别接收第一激光输出指令和第二激光输出指令时，控制器180分别控制第一可旋转镜141和第二可旋转镜142，以使第一激光和第二激光分别输出。

其中，当控制器180同时或者分别接收第一激光输出指令和第二激光输出指令时，第一激光的光路和第二激光的光路的调制频率、输出功率、脉宽、光斑质量等参数调节相互独立，彼此之间不受影响。

其中，当控制器180接收第三激光输出指令时，控制第一可旋转镜141旋转至第二位置，同时控制第二可旋转镜142旋转至第三位置，此时，第一可旋转镜141和第二可旋转镜142的处于各自光路中的位置、旋转方式、空间角度等完全一致，而且第一激光的光路和第二激光的光路的调制频率完全相同，从而使得各个输出激光的功率密度比例接近理想值(1：1)。

可选地，控制器180还用于：记录第一位置、第二位置、第三位置和/或第四位置。通过记录可旋转镜工作的位置，将其作为默认的第一位置、第二位置、第三位置和/或第四位置，当再接收到第一激光输出指令、第二激光输出指令和/或第三激光输出指令时，将第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142旋转至默认的第一位置、第二位置、第三位置和/或第四位置。

可选地，控制器180还用于：第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142工作预设时间后，控制固体激光器100停止工作。其中，预设时间可以为90-110小时，例如100小时，当第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142工作100小时后，控制固体激光器100自动关机，以防止长期使用对第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142造成损坏。

可选地，控制器180还用于：更换第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142的工作点。由于第一位置、第二位置、第三位置、第四位置时是固定的，使得光路长期作用在第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142的某些点上，容易损坏镜片，因此，需要更换镜片的工作点，以延长镜片的使用寿命。更换第一可旋转镜141和/或第二可旋转镜142的工作点，具体实施方式可以为：将第一位置、第二位置、第三位置和/或第四位置添加预设附加偏转角，以改变光路在可旋转镜上的工作位置。其中，预设附加偏转角可以为-60°至+60°。例如：假设预设附加偏转角为+30°，当第一可旋转镜141使用100小时后，固体激光器100自动关机，固体激光器100重新开机时，控制器180接收到第一激光输出指令，控制器180控制第一可旋转镜141旋转至第一位置后再旋转+30°，从而使得第一激光射入第一可旋转镜141上的位置改变。通过周期性的换点功能，从而在一定程度上延长了固体激光器100的使用寿命，为厂家和用户减少了一定的维修成本。

可选地，在一些其他实施例中，为了提高固体激光器100的自动化，请再参阅图5，控制器180还与第一激光模块110、第二激光模块120、第三激光模块130、第一激光输入模块151和第二激光输入模块152连接，控制器180还用于：在第一可旋转镜141旋转至第一位置或第二位置之后，控制第一激光输入模块151输出第一激光光源，并控制第一激光模块110的第一声光Q开关113开启，从而输出第一激光至第一可旋转镜141；在第二可旋转镜142旋转至第三位置之后，控制第二激光模块120的二倍频晶体124、第三激光模块130的三倍频晶体132工作，使二倍频晶体124、三倍频晶体132达到预设工作温度后，控制第一激光输入模块151输出第一激光光源、第二激光输入模块152输出第二激光光源，并控制第一声光Q开关113、第二声光Q开关123开启，从而输出第三激光；在第二可旋转镜142旋转至第四位置之后，控制第二激光模块120的二倍频晶体124工作，使二倍频晶体124达到预设工作温度后，控制第二激光输入模块152输出第二激光光源，并控制第二声光Q开关123开启，从而输出第二激光。

需要说明的是，在本实施例中，第一可旋转镜141、第二可旋转镜142可以为方形镜片，通过二维平移的方式来实现镜部的切换，从而实现本实例中第一可旋转镜141、第二可旋转镜142的功能。

需要说明的是，在本实施例中，当同时镀有增透膜和高反膜、或两种不同波长的增透膜、或两种不同波长的高反膜时，可以为两张膜或者一张同时具备两种功能的膜，可以根据实际情况进行选择。

在本实施例中，固体激光器100通过第一激光模块110输出第一激光，第二激光模块120输出第二激光，第一可旋转镜141、第二可旋转镜142通过旋转至不同的位置，从而选择输出第一激光或者第三激光，第一激光或者第三激光的波长不同、功率密度大致相同，解决了基频光和倍频光功率密度较低的问题，一台机器能够选择输出不同波长的激光，激光的功率密度高，提高了产品的利用率和性价比。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施方式，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种固体激光器，其特征在于，用于输出一路激光，或者，同时输出两路激光，所述固体激光器包括：

第一激光模块，用于接收第一激光光源，并将所述第一激光光源转换为第一激光输出；

第一可旋转镜，设于所述第一激光模块的输出端，所述第一可旋转镜设有第一镜部、第二镜部和第三镜部，所述第一镜部和所述第二镜部设于所述第一可旋转镜的同一侧，所述第三镜部设于所述第一可旋转镜的另一侧，所述第一可旋转镜用于：当位于第一位置时，通过所述第一镜部反射所述第一激光，使所述第一激光沿所述第一可旋转镜的第一输出方向输出，从而输出所述第一激光，当位于第二位置时，通过所述第二镜部和所述第三镜部透射所述第一激光，使所述第一激光沿所述第一可旋转镜的第二输出方向输出；

第二激光模块，用于接收第二激光光源，并将所述第二激光光源转换为第二激光输出；

第二可旋转镜，设于所述第一可旋转镜的第二输出方向和所述第二激光模块的输出端，所述第二可旋转镜设有第四镜部和第六镜部，所述第四镜部和所述第六镜部设于所述第二可旋转镜的相对两侧，所述第二可旋转镜用于：当位于第三位置时，通过所述第六镜部反射所述第一可旋转镜透射的所述第一激光，使所述第一激光沿所述第二可旋转镜的第一输出方向输出，并通过所述第四镜部透射所述第二激光，使所述第二激光沿所述第二可旋转镜的第一输出方向输出，所述第二可旋转镜还设有第五镜部，所述第五镜部和所述第四镜部位于所述第二可旋转镜的同一侧，所述第二可旋转镜还用于：当位于第四位置时，通过所述第五镜部反射所述第二激光，使所述第二激光沿所述第二可旋转镜的第二输出方向输出；

第三激光模块，设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，用于接收所述第一激光和所述第二激光，并将所述第一激光和所述第二激光转换为第三激光输出，从而输出所述第三激光。

2.根据权利要求1所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括：反射镜；所述反射镜设于所述第二可旋转镜的第二输出方向，所述反射镜用于：反射所述第二激光，从而输出所述第二激光。

3.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述第一激光模块包括依次设置的：第一全反镜、第一激光晶体、第一声光Q开关、第一输出镜；

所述第一全反镜用于透过所述第一激光光源；所述第一激光晶体用于将所述第一全反镜透过的所述第一激光光源转换为所述第一激光；所述第一声光Q开关用于将连续的所述第一激光调制为脉冲的所述第一激光；所述第一输出镜用于透过所述第一激光，以使所述第一激光输出至所述第一可旋转镜；

所述第一全反镜还用于反射所述第一激光光源，所述第一输出镜还用于反射所述第一激光光源，以使所述第一全反镜和所述第一输出镜形成所述第一激光的谐振腔，从而未转换成所述第一激光的第一激光光源在所述第一全反镜、所述第一激光晶体、所述第一声光Q开关、所述第一输出镜之间振荡。

4.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述第二激光模块包括依次设置的：第二全反镜、第二激光晶体、第二声光Q开关、二倍频晶体、第二输出镜。

5.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括：

第一激光输入模块，设于所述第一激光模块的输入端，用于产生并发射所述第一激光光源；

第二激光输入模块，设于所述第二激光模块的输入端，用于产生并发射所述第二激光光源。

6.根据权利要求5所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括：

第一聚焦模块，设于所述第一激光输入模块和所述第一激光模块之间，用于将所述第一激光光源聚焦至所述第一激光模块；

第二聚焦模块，设于所述第二激光输入模块和所述第二激光模块之间，用于将所述第二激光光源聚焦至所述第二激光模块。

7.根据权利要求2所述的固体激光器，其特征在于，所述第三激光模块包括：三倍频晶体和第三输出镜；

所述三倍频晶体设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，所述三倍频晶体用于将所述第一激光和所述第二激光转换为第三激光；

所述第三输出镜用于透过所述第三激光，从而输出所述第三激光。

8.根据权利要求7所述的固体激光器，其特征在于，所述第三激光模块还包括：光斑整形子模块；

所述光斑整形子模块设于所述第三输出镜远离所述三倍频晶体的一端，所述光斑整形子模块用于对所述第三激光进行整形。

9.根据权利要求7所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括：

第一聚焦透镜，设于所述第一可旋转镜的第二输出方向，用于将所述第一可旋转镜透过的所述第一激光聚焦至所述第二可旋转镜；

第二聚焦透镜，设于所述第二可旋转镜的第一输出方向，用于将所述第二可旋转镜反射的所述第一激光和所述第二可旋转镜透过的所述第二激光聚焦至所述第三激光模块。

10.根据权利要求2-9任一项所述的固体激光器，其特征在于，所述固体激光器还包括：控制器；

所述控制器分别与所述第一可旋转镜和所述第二可旋转镜连接，所述控制器用于：当接收到第一激光输出指令时，控制所述第一可旋转镜旋转至所述第一位置；当接收到第二激光输出指令时，控制所述第二可旋转镜旋转至所述第四位置；当接收到第三激光输出指令时，控制所述第一可旋转镜旋转至所述第二位置，同时控制所述第二可旋转镜旋转至所述第三位置。

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