專利名稱：高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于高功率氣體激光器技術領域，特別涉及光學諧振腔采用非穩腔型式的氣體激光器輸出端腔鏡安裝裝置。
背景技術：
激光器光學諧振腔分為穩定腔、非穩腔和臨界腔三種型式。高功率氣體激光器通常采用“平-凹”穩定腔(反射鏡為純銅鍍金膜凹球面全反射鏡，輸出窗口為硒化鋅鍍介質膜平面部分反射鏡)，這種腔型的好處是輸出能量高，有一定的抗失諧能力，缺點是光束發散角較大。為同時獲得小發散角和較大能量的激光，需要采用非穩腔型式。非穩腔有多種腔型，如共焦腔、平凸腔、對稱腔等，在高能激光系統中，一般采用虛焦正分支非穩腔，如圖1 所示，由一個大凹面鏡1 (純銅鍍金膜凹球面全反射鏡)和一個小凸面鏡2 (純銅鍍金膜凸球面全反射鏡)構成光學諧振腔，采用硒化鋅全透平面鏡作為激光輸出窗口 3，該窗口也是激光器工作腔的密封元件。這是一種望遠鏡型非穩腔，大凹面鏡1與小凸面鏡2的虛共焦點在諧振腔外。其傳播原理是由焦點發出的軸球面波行進到大凹面鏡1反射后成為平行于光軸的平面波，該平面波行進到小凸面鏡2反射后，又成為相當于由焦點發出的球面波。 經有限次反射后，從大凹面鏡1反射出的平面波激光，沿小凸面鏡2外緣透過全透平面鏡輸出到激光器工作腔外，在近場形成一個中空的環形光斑，而在遠場則衍變為一實心光斑。大凹面鏡1與小凸面鏡2之間為激光增益介質，因小凸面鏡2與輸出窗口 3處于激光輸出端，一般將兩者統稱為非穩腔輸出端腔鏡。在高功率非穩腔氣體激光器研制中，由于小凸面鏡2受光面積與體積都很小，在承受很高能量密度的激光照射時，溫度急劇升高， 易于發生變形與損傷，而影響激光的穩定輸出。
發明內容
為了解決現有技術中小凸面鏡在高功率激光照射下發生變形或損傷，而影響激光長期穩定輸出的技術問題，本發明提供一種高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置。本發明解決技術問題所采取的技術方案如下高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置，用于安裝由小凸面鏡和輸出窗口構成的非穩腔激光器輸出端腔鏡，該安裝裝置包括環形墊、兩根支管和腔鏡壓蓋；小凸面鏡的內部為空心結構，在其外圓徑向加工相對的通孔；兩根支管的內側通過所述相對的通孔與小凸面鏡的內部在徑向相通，兩根支管的外側與小凸面鏡密封連接；兩根支管固定在環形墊上，且在徑向上分別穿過環形墊和腔鏡壓蓋，兩根支管與環形墊的固定位置為密封連接；環形墊與輸出窗口通過腔鏡壓蓋固定在激光器工作腔壁上，激光器工作腔壁、環形墊、輸出窗口及腔鏡壓蓋之間的接觸面為密封連接。在激光器發射時，由一端支管通入冷卻液充滿小凸面鏡內部空間從另一端支管流出，可瞬時將因激光照射在小凸面鏡上產生的熱量傳出，使小凸面鏡溫度不升高且恒定，從而不發生變形或損傷，進而不會影響激光的長期穩定輸出。
圖1是現有技術虛焦正分支非穩腔示意圖。圖2是本發明高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置的結構示意圖。圖中1、大凹面鏡，2、小凸面鏡，3、輸出窗口，4、環形墊，5、支管，6、腔鏡壓蓋，7、激
光器工作腔壁。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。如圖2所示，本發明的高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置，用于安裝由小凸面鏡2和輸出窗口 3構成的非穩腔激光器輸出端腔鏡，該安裝裝置包括環形墊4、兩根支管5和腔鏡壓蓋6。小凸面鏡2內部為空心結構，該空心結構可由多種方式形成，如從小凸面鏡2非光照端(圖中右端)加工出凹槽后再加設端蓋進行密封焊接而成，在小凸面鏡2外圓徑向加工相對的通孔，該通孔直徑與支管5的內徑基本相當。在環形墊4的外圓徑向也加工出相對的通孔，該通孔直徑與支管5的外徑基本相當，并可將支管5穿入。兩根支管5分別與小凸面鏡2和環形墊4在接觸位置以密封焊接(即焊縫無泄漏)方式連接成一體。采用腔鏡壓蓋6將環形墊4 (包括小凸面鏡2和支管幻與輸出窗口 3固定安裝在激光器工作腔壁7 上，在腔鏡壓蓋6上與支管5交集的位置開有空槽，可與支管5避開不接觸，從而不影響安裝。激光器工作腔壁7、環形墊4、輸出窗口 3和腔鏡壓蓋6之間的接觸面都是密封連接，例如使用密封圈，使輸出窗口 3的左側(激光器工作腔內)與右側(大氣側)保持在密封狀態。將外設的液態冷卻裝置通過管路與一根支管5相連，當激光器工作時，將冷卻液從該支管5流入，充滿并流過小凸面鏡2的內部空間，從另一根支管5流出，這樣可將小凸面鏡2吸收的光熱能量迅速帶出，使小凸面鏡2保持在較低且恒定的溫度下，不發生變形與損傷現象，從而實現非穩腔激光的長期穩定輸出。
權利要求
1.高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置，用于安裝由小凸面鏡(2)和輸出窗口 (3)構成的非穩腔激光器輸出端腔鏡，其特征在于，該安裝裝置包括環形墊G)、兩根支管 (5)和腔鏡壓蓋(6)；小凸面鏡O)的內部為空心結構，在其外圓徑向加工相對的通孔；兩根支管(5)的內側通過所述相對的通孔與小凸面鏡(2)的內部在徑向相通，兩根支管(5) 的外側與小凸面鏡( 密封連接；兩根支管( 固定在環形墊(4)上，且在徑向上分別穿過環形墊(4)和腔鏡壓蓋(6)，兩根支管(5)與環形墊(4)的固定位置為密封連接；環形墊(4) 與輸出窗口( 通過腔鏡壓蓋(6)固定在激光器工作腔壁(7)上，激光器工作腔壁(7)、環形墊G)、輸出窗口( 及腔鏡壓蓋(6)之間的接觸面為密封連接。
2.如權利要求1所述的高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置，其特征在于，所述兩根支管(5)的外側與小凸面鏡(2)之間的密封連接，以及兩根支管(5)與環形墊⑷之間的密封連接均為密封焊接；所述激光器工作腔壁(7)、環形墊(4)、輸出窗口( 及腔鏡壓蓋(6)之間的接觸面使用密封圈密封連接。
全文摘要
高功率非穩腔激光器輸出端腔鏡安裝裝置屬于高功率氣體激光器技術領域，用于安裝由小凸面鏡和輸出窗口構成的非穩腔激光器輸出端腔鏡，該安裝裝置包括環形墊、兩根支管和腔鏡壓蓋；小凸面鏡的內部為空心結構，在其外圓徑向加工相對的通孔；兩根支管的內側通過所述相對的通孔與小凸面鏡的內部在徑向相通，外側與小凸面鏡密封連接；兩根支管固定在環形墊上，且在徑向上分別穿過環形墊和腔鏡壓蓋，兩根支管與環形墊的固定位置為密封連接；環形墊與輸出窗口通過腔鏡壓蓋固定在激光器工作腔壁上，激光器工作腔壁、環形墊、輸出窗口及腔鏡壓蓋之間的接觸面為密封連接。本發明使小凸面鏡在高功率激光照射下不發生變形或損傷，保證激光長期穩定輸出。
文檔編號H01S3/041GK102496838SQ201110379908
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者孟范江, 李殿軍, 邵春雷, 郭勁 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所