CN110661163A - 一种薄片激光器及其薄片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄片激光器及其薄片的制备方法，包括沿光路依序设置的激光器、透镜、抛物柱面镜、薄片和折叠反射镜，激光器发出依序经由透镜、抛物柱面镜、薄片、抛物柱面镜和折叠反射镜的来回反射后，由抛物柱面镜将入射的平行光输出，所述的薄片由若干片激光晶体相互贴合固定为一体，若干片激光晶体相互贴合固定的侧面上均镀设有二氧化硅膜层，所述薄片的上下两端面均为平滑表面且所述若干个激光晶体用于相互贴合固定的两侧面为相互平行并与所构成薄片的上下端面形成夹角，该方案实施便利、可靠，另外，结合薄片的制备方法，使得薄片的使用可靠性和制作便利性增加，适用于批量化推广生产。
Description
技术领域
本发明属于光学器件领域，尤其是一种薄片激光器及其薄片的制备方法。
背景技术
现有的薄片激光器大多存在自发辐射（ASE）易被放大，导致薄片激光器使用体验差的问题，目前阻止ASE的方案大多有两种，一种是通过图1所示设置一对助力谐振腔2、3的方式现有薄片1对主振荡振后再通过助力谐振腔将能量传导至主振腔；还有一种是图2所示，通过YAG晶体2键合加大厚度，使薄片1射出光的全内反射次数减少，然后这些方案大多还是存在着占用空间大、难以进一步压缩占用空间和阻断ASE效果不理想的状况；图3所示的结构弊端在于，当泵浦光不够强时，未被泵浦的区域会吸收泵浦光；当泵浦光加强或者振荡光尚未形成时，薄片内的荧光就会通过多次全内反射不断被放大，形成ASE放大，这是严重不利于激光器输出的。
发明内容
针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种实施可靠、体积小、使用效果好的薄片激光器。
为了实现上述的技术目的，本发明采用的技术方案为：
一种薄片激光器，包括沿光路依序设置的激光器、透镜、抛物柱面镜、薄片和折叠反射镜，所述激光器发出的激光进入透镜后，由透镜将光束准直成平行光并入射至抛物柱面镜一侧，然后由抛物柱面镜将入射的平行光反射至薄片上，由薄片将平行光反射回抛物柱面镜的另一侧，抛物柱面镜的另一侧将平行光反射至折叠反射镜，再由折叠反射镜将平行光依序反射回抛物柱面镜的另一侧和薄片，最终射入抛物柱面镜内的平行光依序经由抛物柱面镜、薄片、抛物柱面镜和折叠反射镜的来回反射后，由抛物柱面镜将入射的平行光输出，所述的薄片由若干片激光晶体相互贴合固定为一体，若干片激光晶体相互贴合固定的侧面上均镀设有二氧化硅膜层，所述薄片的上下两端面均为平滑表面且所述若干个激光晶体用于相互贴合固定的两侧面为相互平行并与所构成薄片的上下端面形成夹角。
进一步，所述的激光晶体为Yb∶YAG晶体，但不局限于该晶体。
进一步，所述的薄片远离其入射面的端面上镀设有高反射膜。
进一步，所述薄片远离其入射面的端面固定连接有热沉。
进一步，所述垂直于薄片端面入射或出射的激光与对应位置的激光晶体界面上的二氧化硅膜层形成的角度等于布儒斯特角。
进一步，所述的若干片激光晶体通过其对应相互贴合的二氧化硅膜层光胶或深化光胶为一体。
一种薄片激光器的薄片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）取若干片激光晶体，然后在其一相对两侧面上镀上二氧化硅膜层；
（2）将经过步骤（1）处理的若干片激光晶体相互层叠，使相邻两激光晶体镀设有二氧化硅膜层的侧面相贴，然后固定为一体；
（3）对固定为一体的若干片激光晶体进行分割成若干块预设厚度的呈矩形体结构的薄片坯体，其切割方向与激光晶体长度方向的夹角等于布儒斯特角；
（4）在步骤（3）切割出的薄片坯体端面上均匀镀设高反射膜，即可制得可应用于薄片激光器中的薄片。
作为一种优选方式，步骤（2）中若干片激光晶体之间通过其对应相互贴合的二氧化硅膜层光胶或深化光胶为一体。
采用上述的技术方案，本发明的有益效果为：本发明方案通过在若干片激光晶体的一相对两侧面上镀设二氧化硅膜层，然后利用二氧化硅膜层进行光胶或深化光胶或胶合固定为一体构成薄片，然后使激光晶体之间界面倾斜形成布儒斯特角，以阻断形成的自发辐射长光通道，必要时，还可以在垂直薄片方向铺成SiO2膜层的全内反射叠层以阻断另一维方向ASE，另外，若干片激光晶体和若干片二氧化硅晶体可以为胶合或光胶或深化光胶为一体，提高薄片的整体结构可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：
图1为现有技术之一的薄片激光器的阻断ASE结构；
图2为现有技术之二的薄片激光器的阻断ASE结构；
图3为现有技术之二的薄片激光器的阻断ASE结构；
图4为本发明方案的薄片激光器简要结构；
图5为本发明方案的薄片简要结构示意图；
图6为本发明薄片制备方法中将激光晶体和二氧化硅晶体胶体固定为一体时的坯料结构；
图7为本发明薄片制备方法的坯料切割轨迹示意图；
图8为图7所述切割轨迹切割后的薄片坯体简要结构示意图。
具体实施方式
如图4至5或图8之一所示，本发明包括沿光路依序设置的激光器1、透镜2、抛物柱面镜3、薄片6和折叠反射镜5，所述激光器1发出的激光进入透镜2后，由透镜2将光束准直成平行光并入射至抛物柱面镜3一侧，然后由抛物柱面镜3将入射的平行光反射至薄片6上，由薄片6将平行光反射回抛物柱面镜3的另一侧，抛物柱面镜3的另一侧将平行光反射至折叠反射镜5，再由折叠反射镜5将平行光依序反射回抛物柱面镜3的另一侧和薄片6，最终射入抛物柱面镜3内的平行光依序经由抛物柱面镜3、薄片6、抛物柱面镜3和折叠反射镜5的来回反射后，由抛物柱面镜3将入射的平行光输出，所述的薄片6由若干片激光晶体61相互贴合固定为一体，若干片激光晶体61相互贴合固定的侧面上均镀设有二氧化硅膜层62，所述薄片6的上下两端面均为平滑表面且所述若干个激光晶体61用于相互贴合固定的两侧面为相互平行并与所构成薄片6的上下端面形成夹角。
其中，所述的激光晶体61为Yb∶YAG晶体，但也并不局限于使用该具体，进一步，所述的薄片6远离其入射面的端面上镀设有高反射膜63。
进一步，所述薄片6远离其入射面的端面上还固定连接有热沉4。
另外，所述垂直于薄片6端面入射或出射的激光与对应位置的二氧化硅膜层62表面形成的角度θ等于布儒斯特角。
进一步，所述的若干片激光晶体61通过其对应侧面上的二氧化硅膜层62进行胶合或光胶或深化光胶为一体。
采用上述的结构方案，通过若干片激光晶体61相互倾斜交替固定为一体构成薄片6，然后使激光晶体61之间的倾斜角等于布儒斯特角，以阻断形成的自发辐射ASE长光通道，必要时，还可以在垂直薄片方向铺成SiO2膜层的全内反射叠层以阻断另一维方向ASE，另外，若干片激光晶体61通过其侧面上的二氧化硅膜层62进行胶合或光胶或深化光胶为一体，提高薄片的整体结构可靠性。
另外，本发明将薄片由完整的一整片改变为多层叠片，层与层之间为SiO2薄膜形成的光胶层，光胶层与薄片法线方向成布儒斯特角。
当Δl比较小的时候，除了完全沿Z轴传播的荧光（可知这种情形下的荧光占比极小），沿其他方向传播的荧光均会很容易打在光胶层界面上，大部分荧光可以发生全反射，离开薄片，进而阻断了绝大部分的ASE长光通道，进而有效抑制了ASE效应。
当Δl比较大的时候，需要在垂直薄片方向镀SiO2膜层，以形成全内反射叠层，来阻断另一维方向ASE。
一种薄片激光器的薄片的制备方法，其包括如下步骤：
（1）取若干片激光晶体，然后在其一相对两侧面上镀上二氧化硅膜层；
（2）参加图6，将经过步骤（1）处理的若干片激光晶体相互层叠，使相邻两激光晶体镀设有二氧化硅膜层的侧面相贴，然后固定为一体，作为一种优选方式，若干片激光晶体之间通过其对应相互贴合的二氧化硅膜层光胶或深化光胶为一体。
（3）参加图7，对固定为一体的若干片激光晶体进行分割成若干块预设厚度的呈矩形体结构的薄片坯体（如图8所示），其切割方向与激光晶体长度方向的夹角θ等于布儒斯特角，其中，切割轨迹如图7中井形线条所示；
（4）在步骤（3）切割出的薄片坯体端面上均匀镀设高反射膜，即可制得可应用于薄片激光器中的薄片。
以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种薄片激光器，包括沿光路依序设置的激光器、透镜、抛物柱面镜、薄片和折叠反射镜，所述激光器发出的激光进入透镜后，由透镜将光束准直成平行光并入射至抛物柱面镜一侧，然后由抛物柱面镜将入射的平行光反射至薄片上，由薄片将平行光反射回抛物柱面镜的另一侧，抛物柱面镜的另一侧将平行光反射至折叠反射镜，再由折叠反射镜将平行光依序反射回抛物柱面镜的另一侧和薄片，最终射入抛物柱面镜内的平行光依序经由抛物柱面镜、薄片、抛物柱面镜和折叠反射镜的来回反射后，由抛物柱面镜将入射的平行光输出，其特征在于：所述的薄片由若干片激光晶体相互贴合固定为一体，若干片激光晶体相互贴合固定的侧面上均镀设有二氧化硅膜层，所述薄片的上下两端面均为平滑表面且所述若干个激光晶体用于相互贴合固定的两侧面为相互平行并与所构成薄片的上下端面形成夹角。
2.根据权利要求1所述的一种薄片激光器，其特征在于：所述的激光晶体为Yb∶YAG晶体。
3.根据权利要求1所述的一种薄片激光器，其特征在于：所述的薄片远离其入射面的端面上镀设有高反射膜。
4.根据权利要求1所述的一种薄片激光器，其特征在于：所述薄片远离其入射面的端面固定连接有热沉。
5.根据权利要求1所述的一种薄片激光器，其特征在于：所述垂直于薄片端面入射或出射的激光与对应位置的激光晶体界面上的二氧化硅膜层形成的角度等于布儒斯特角。
6.根据权利要求1所述的一种薄片激光器，其特征在于：所述的若干片激光晶体通过其对应相互贴合的二氧化硅膜层光胶或深化光胶为一体。
7.根据权利要求1至6所述的一种薄片激光器的薄片的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
（1）取若干片激光晶体，然后在其一相对两侧面上镀上二氧化硅膜层；
（2）将经过步骤（1）处理的若干片激光晶体相互层叠，使相邻两激光晶体镀设有二氧化硅膜层的侧面相贴，然后固定为一体；
（3）对固定为一体的若干片激光晶体进行分割成若干块预设厚度的呈矩形体结构的薄片坯体，其切割方向与激光晶体长度方向的夹角等于布儒斯特角；
（4）在步骤（3）切割出的薄片坯体端面上均匀镀设高反射膜，即可制得可应用于薄片激光器中的薄片。
8.根据权利要求7所述的一种薄片激光器的薄片的制备方法，其特征在于：步骤（2）中若干片激光晶体之间通过其对应相互贴合的二氧化硅膜层光胶或深化光胶为一体。
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