(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111934174 A(43)申请公布日 2020.11.13
(21)申请号 202010755251.6(22)申请日 2020.07.30
(71)申请人 华中科技大学
地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路
1037号(72)发明人 王海林 董静 陈涵天 朱广志
朱晓 (74)专利代理机构 华中科技大学专利中心
42201
代理人 祝丹晴 李智(51)Int.Cl.
H01S 3/06(2006.01)H01S 3/081(2006.01)H01S 3/091(2006.01)H01S 3/042(2006.01)
权利要求书1页 说明书8页 附图5页
(54)发明名称
一种多次泵浦碟片激光器(57)摘要
本发明公开了一种多次泵浦碟片激光器，属于激光器技术领域。包括泵浦光源；多次泵浦单元，包括：抛物面反射镜，所述抛物面反射镜设有一开孔；第一折叠镜；第二折叠镜，其中，第一折叠镜和第二折叠镜均为180度反射的折叠镜；碟片晶体单元，放置在抛物面反射镜的焦点处；第一折叠镜和第二折叠镜分别位于碟片晶体单元的上下两侧，且均位于抛物面反射镜的反射光路上；谐振腔输出单元，与碟片晶体单元共同构成激光谐振腔。通过单抛物面和多折叠镜的设计，实现泵浦单元中用于激光传输的通光孔径变大，能够同时实现在大折叠角和小折叠角的情况下激光谐振腔的搭建，可更方便地搭建次数更多次的多次往返谐振腔，提高激光器的输出功率和输出效率。
CN 111934174 ACN 111934174 A
权 利 要 求 书
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1.一种多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述多次泵浦碟片激光器包括：泵浦光源，用于产生准直的泵浦光；多次泵浦单元，接收准直后的所述泵浦光，且所述多次泵浦单元包括：抛物面反射镜，所述抛物面反射镜设有一开孔；第一折叠镜；第二折叠镜，其中，所述第一折叠镜和第二折叠镜均为180度反射的折叠镜；碟片晶体单元，所述碟片晶体单元放置在所述抛物面反射镜的焦点处；所述第一折叠镜和第二折叠镜分别位于所述碟片晶体单元的上下两侧，且均位于所述抛物面反射镜的反射光路上；
谐振腔输出单元，所述谐振腔输出单元与所述碟片晶体单元共同构成激光谐振腔，用于实现激光的多次振荡并执行激光输出。
2.如权利要求1所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述多次泵浦单元还包括：第三折叠镜，所述第三折叠镜为180度反射的折叠镜，放置在所述第一折叠镜或第二折叠镜的一侧且位于所述抛物面反射镜的反射光路上。
3.如权利要求1所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述多次泵浦单元还包括：一平面反射镜，所述平面反射镜用于使所述多次泵浦单元的出射光经原光路返回。4.如权利要求1所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述第一折叠镜包括两块相同的直角棱镜或者平面反射镜组；
所述平面反射镜组包括两块平面镜，所述两块平面镜的夹角为90度。5.如权利要求4所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述两块相同的直角棱镜或者所述两块平面镜之间存在一间隔，用于泵浦光的入射。
6.如权利要求5所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述两块相同的直角棱镜或者所述两块平面镜关于所述碟片晶体单元竖直方向的对称轴对称。
7.如权利要求1所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述第二折叠镜包括两块相同的直角棱镜组成的空心直角棱镜或者平面反射镜组；
所述平面反射镜组包括两块平面镜，所述两块平面镜的夹角为90度。8.如权利要求1-7任一项所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述碟片晶体单元包括薄片状碟片晶体和铜热沉；
所述薄片状碟片晶体通过焊接或键合的方式联接在所述铜热沉上。9.如权利要求1-7任一项所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述谐振腔输出单元包括全反镜和输出镜。
10.如权利要求1-7任一项所述的多次泵浦碟片激光器，其特征在于，所述泵浦光源为经过光学系统整形输出的半导体激光器叠阵或带尾纤的半导体激光器。
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CN 111934174 A
说 明 书
一种多次泵浦碟片激光器
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技术领域
[0001]本发明属于激光器技术领域，更具体地，涉及一种多次泵浦碟片激光器。
背景技术
[0002]碟片激光器属于高端的高功率固体激光器之一，这种薄片状的结构 (0.2mm～0.4mm的厚度)，采用轴向面冷却的方式，极大地降低了激光晶体的热畸变和热透镜效应，有利于获得高转换效率、高平均功率以及高光束质量的激光输出。然而由于薄片状的几何形状存在对泵浦光吸收长度小的缺点，为了提高泵浦光的吸收效率，多次泵浦技术和光斑匀化技术是高功率碟片固体激光器高效稳定运行的核心技术。1994年，A.Giesen教授提出了多次泵浦的概念，使得碟片的思想得以实现。2003年，Steffen Erhard等提出了用单抛物面和多棱镜构成的空间旋转多次泵浦的结构(见美国专利 US6577666 B2)。2005年，Steffen Erhand等对上述方案进行改进提出来基于单抛物面和两个大型棱镜实现光束空间旋转多次泵浦技术的方案，实现了泵浦光32次的泵浦，使得泵浦光得到有效的利用(见美国专利 US6891874B2)；2008年，朱晓等提出一种基于对称共轭双抛物面的多次泵浦方案，实现泵浦光斑的多次传输，其泵浦次数与激光晶体和矫正镜的夹角有关(见中国专利ZL200810048527.6)。2011年，朱广志等人提出了一种新型的单抛物面和两个棱镜实现空间平移的多次泵浦方案，其中两个棱镜分别位于空间中的1，3象限或2，4象限(见中国专利201110119043.8)。2018 年，朱广志等人又提出了一种基于三抛物面的多次泵浦方案，通过三个抛物面实现泵浦光斑的空间平移，使得泵浦光得到有效的利用(见中国专利 201811002004.8)。
[0003]上述多次泵浦技术都可以用于构建一般的V型腔的碟片激光器。其中 Steffen Erhand等人和朱广志基于单抛物面和两个棱镜的方案可以实现V 型腔的折叠角从0度到22度变化，朱晓等人的方案可以实现V型腔的折叠角从20度到40度变化。朱广志等人的基于三抛物面的方案可以实现V型腔的折叠角在大角度范围(0-40度)内变化，但是泵浦次数严重受到器件尺寸的制约，且多抛物面加工复杂、价格昂贵、实际装配调节困难。[0004]由此可见，在搭建多次通过碟片晶体谐振腔或者碟片多重放大器时，或者受到上述角度制约，或者实际装配价格昂贵、结构复杂，现有的多次泵浦技术都不方便用于构建这种复杂的腔型。
发明内容
[0005]针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种紧凑高效的多次泵浦碟片激光器，旨在解决现有碟片激光器在实现大折叠角范围时结构复杂、不便于装配调节的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种多次泵浦碟片激光器，包括：[0007]泵浦光源，用于产生准直的泵浦光；[0008]多次泵浦单元，接收准直后的所述泵浦光，且所述多次泵浦单元包括：
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说 明 书
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抛物面反射镜，所述抛物面反射镜设有一开孔；
[0010]第一折叠镜；[0011]第二折叠镜，其中，所述第一折叠镜和第二折叠镜均为180度反射的折叠镜；[0012]碟片晶体单元，所述碟片晶体单元放置在所述抛物面反射镜的焦点处；所述第一折叠镜和第二折叠镜分别位于所述碟片晶体单元的上下两侧，且均位于所述抛物面反射镜的反射光路上；
[0013]谐振腔输出单元，所述谐振腔输出单元与所述碟片晶体单元共同构成激光谐振腔，用于实现激光的多次振荡并执行激光输出。[0014]进一步地，所述多次泵浦单元还包括：[0015]第三折叠镜，所述第三折叠镜为180度反射的折叠镜，放置在所述第一折叠镜或第二折叠镜的一侧且位于所述抛物面反射镜的反射光路上。[0016]进一步地，所述多次泵浦单元还包括：[0017]一平面反射镜，所述平面反射镜用于使所述多次泵浦单元的出射光经原光路返回。
[0018]进一步地，所述第一折叠镜包括两块相同的直角棱镜或者平面反射镜组；[0019]所述平面反射镜组包括两块平面镜，所述两块平面镜的夹角为90度。[0020]进一步地，所述两块相同的直角棱镜或者所述两块平面镜之间存在一间隔，用于泵浦光的入射。
[0021]进一步地，所述两块相同的直角棱镜或者所述两块平面镜关于所述碟片晶体单元竖直方向的对称轴对称。[0022]进一步地，所述第二折叠镜包括两块相同的直角棱镜组成的空心直角棱镜或者平面反射镜组；
[0023]所述平面反射镜组包括两块平面镜，所述两块平面镜的夹角为90度。[0024]进一步地，所述碟片晶体单元包括薄片状碟片晶体和铜热沉；
[0025]所述薄片状碟片晶体通过焊接或键合的方式联接在所述铜热沉上。[0026]进一步地，所述谐振腔输出单元包括全反镜和输出镜。[0027]进一步地，所述泵浦光源为经过光学系统整形输出的半导体激光器叠阵或带尾纤的半导体激光器。
[0028]通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：[0029]1、本发明设计的多次泵浦单元实现了可控的泵浦光的多次传输，泵浦光可以在碟片晶体单元表面分布均匀，实现泵浦光的有效吸收；[0030]2、通过单抛物面和多折叠镜的设计，可以实现泵浦单元中用于激光传输的通光孔径变大，能够同时实现在大折叠角和小折叠角的情况下的激光谐振腔的搭建，因而也能够更方便地搭建次数更多次的多次往返谐振腔，提高激光器的输出功率和输出效率；[0031]3、按照本发明的多次泵浦碟片激光器整体尺寸紧凑、机械结构简单并便于调整、质量较轻，因而尤其适用于工业上的应用。附图说明
[0032]图1是碟片晶体单元与多次泵浦单元以及谐振腔输出单元空间位置关系示意图；
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说 明 书
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图2是第一折叠镜a1示意图；
[0034]图3a是实施例1第一折叠镜a1与第二折叠镜a2、碟片c1的位置关系图；[0035]图3b是实施例1泵浦光b1路迹顺序图；
[0036]图4a是实施例2中第三折叠镜a4与碟片晶体单元以及多次泵浦单元的空间相对位置关系示意图；
[0037]图4b是实施例2中泵浦光b1路迹顺序图；[0038]图5a是实施例3中第一折叠镜a1、第二折叠镜a2、第三折叠镜a4与碟片晶体单元以及多次泵浦单元的相对位置关系示意图；
[0039]图5b是实施例3中泵浦光b1路迹顺序图；
[0040]图6a是实施例4中用两片平面镜组成第一折叠镜示意图；[0041]图6b是实施例4中用两片平面镜组成第二折叠镜示意图；[0042]附图标记：a1-第一折叠镜，a2-第二折叠镜，a3-抛物面反射镜，a4-第三折叠镜，b1-泵浦光，b2-振荡激光，c1-碟片晶体单元，c2-输出镜，c3- 全反镜，d1-开孔。具体实施方式
[0043]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0044]本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0045]本发明实施例提供了一种基于单抛物面和多折叠镜的多次泵浦碟片激光器，该激光器包括泵浦光源、碟片晶体单元、多次泵浦单元和谐振腔输出单元。[0046]泵浦光源用于产生经过准直的泵浦光，可选用经过光学系统整形输出的半导体激光器叠阵或带尾纤的半导体激光器，则准直后的泵浦光横截面可以为圆形、方形或其它形状，准直后的泵浦光进入多次泵浦单元。[0047]多次泵浦单元主要由第一折叠镜、第二折叠镜和抛物面反射镜组成，其中抛物面反射镜的焦点处放置碟片晶体单元，碟片晶体单元的接收泵浦光入射的一面为正面，另一面为背面，其背面镀有对泵浦光和输出激光高反的膜层即高反膜，正面镀有对泵浦光和输出激光高透的膜层即高透膜。
[0048]抛物面反射镜上面有一个开孔，用于激光谐振腔的搭建，并执行激光输出。开孔具有一定的对称性，以其沿着开孔较宽方向的对称轴和抛物面反射镜的焦点组成的平面作为水平面。水平面将多次泵浦单元分为上下两侧，以泵浦光开始入射的一侧为碟片晶体单元的上侧，另外一侧为碟片晶体单元的下侧。[0049]第一折叠镜由两块相同的直角棱镜组成；直角棱镜由两个侧面、两个直角面和一个斜面组成，直角面的两个直角边长度相等，且两个侧面相互平行，两个直角面与侧面两两垂直。其中入射光可以在直角棱镜的斜面发生反射。并且第一折叠镜的两块直角棱镜的斜面相互垂直。它们其中一个直角面位于同一个平面，但中间隔开了一定的距离，用于泵浦光的入射。第一折叠镜的直角棱镜的两个侧面也分别位于对应的同一平面。第一折叠镜位于
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说 明 书
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碟片晶体单元的上侧。
[0050]第二折叠镜为两块相同的直角棱镜组成的空心直角棱镜，其中入射光可以在直角棱镜的斜面发生反射。若第一折叠镜与第二折叠镜均由直角棱镜组成，第一折叠镜和第二折叠镜其中单个棱镜的尺寸可以相同，也可以不同。第一折叠镜和第二折叠镜的侧面相互平行，且与水平面平行。第二折叠镜位于碟片晶体单元的下侧。[0051]本发明实施例中，谐振腔输出单元包括全反镜和输出镜，并与对应的碟片晶体单元共同构成V型激光谐振腔。[0052]通过以上构思，泵浦光在第一折叠镜、第二折叠镜和抛物面反射镜多次反射，并利用第一折叠镜和第二折叠镜实现泵浦光的水平移动，使得泵浦光多次通过碟片晶体单元，从而让泵浦光得到充分的吸收。更进一步地，抛物面反射镜上有较大的开孔，使得激光谐振腔的搭建更加的方便，并能用于搭建复杂的多次往返谐振腔，有利于实现高功率、高效率和高光束质量的激光输出。
[0053]作为一种可选的实施方式，碟片晶体单元上设置有金属铜热沉，用于对所述碟片晶体单元进行散热。
[0054]作为一种可选的实施方式，第一折叠镜或第二折叠镜旁边可以放置第三折叠镜，第三折叠镜为由两块较小的直角棱镜组成的空心直角棱镜，或者是与直角棱镜具有相同反射功能的平面反射镜组。若为直角棱镜，两个小直角棱镜的直角面组成一个较大直角面，第三折叠镜的较大直角面和第一折叠镜、第二折叠镜的较大直角面平行，两块小直角棱镜重合的边则与第二折叠镜小直角棱镜重合的边垂直。[0055]作为一种可选的实施方式，在泵浦光离开多次泵浦单元利用一平面反射镜或者直角反射棱镜使得泵浦光原路返回，则可以使得多次泵浦次数翻倍。[0056]作为一种可选的实施方式，第一折叠镜或第二折叠镜或者他们同时可以换成普通的平面反射镜组。
[0057]下面结合若干优选实施例，对上述实施例中涉及的内容进行说明。[0058]实施例1
[0059]下面将以抛物面以及第一折叠镜、第二折叠镜的组合方式为例，并参照附图来进一步具体说明本发明。图1是对按照本发明的多次泵浦碟片固体激光器从其一个方向观察时所得到的主体结构示意图。如图1中示范性所示地，按照本发明的多次泵浦碟片固体激光器主要包括泵浦光源、碟片晶体单元、多次泵浦单元以及谐振腔单元。[0060]泵浦光源用于产生经过准直的泵浦光，可选用经过光学系统整形输出的半导体激光器叠阵或带尾纤的半导体激光器，则准直后的泵浦光横截面可以为圆形、方形或其它形状，准直后的泵浦光b1进入多次泵浦单元。[0061]如图1所示，碟片晶体单元c1主要包括薄片状碟片晶体以及金属铜热沉，薄片状碟片晶体通过焊接或键合方式联接在金属铜热沉上。碟片晶体的一面镀有对泵浦光和输出激光高反的膜层，另外一面镀有对泵浦光和输出激光高透的膜层，并且其厚度可选择为0.2～0.4mm，直径为5～20mm。
[0062]多次泵浦单元主要由第一折叠镜a1，第二折叠镜a2和抛物面反射镜 a3组成，其中抛物面反射镜的焦点处放置碟片晶体单元c1，碟片晶体单元 c1其泵浦光入射b1的一面为正面，另一面为背面，其背面镀有对泵浦光和输出激光高反的膜层即高反膜，正面镀有对泵
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浦光和输出激光高透的膜层即高透膜。
[0063]抛物面反射镜a3上面有一个开孔d1，用于激光谐振腔的搭建，并执行激光输出。开孔具有一定的对称性，以其沿着开孔较宽方向的对称轴和抛物面反射镜a3的焦点组成的平面作为水平面。水平面将碟片晶体单元分为上下两侧，以泵浦光开始入射的一侧为碟片晶体单元的上侧，另外一侧为碟片晶体单元的下侧。[0064]如图2所示，第一折叠镜a1由两块相同的直角棱镜组成，直角棱镜由两个侧面，两个直角面和一个斜面组成，直角面的两个直角边长度相等。且两个侧面相互平行，两个直角面与侧面两两垂直。并且第一折叠镜a1的两块直角棱镜的斜面相互垂直。且它们其中一个直角面位于同一个平面，但中间隔开了一定的距离，用于泵浦光的入射。两个侧面也分别位于对应的同一平面。
[0065]第二折叠镜a2为由两块相同的直角棱镜组成的空心直角棱镜。第一折叠镜a1和第二折叠镜a2其中单个棱镜的尺寸相同。第一折叠镜a1和第二折叠镜a2的侧面相互平行，且与水平面平行，他们对称的位于碟片晶体单元c1的上侧和下侧。
[0066]图3a为第一折叠镜a1和第二折叠镜a2与碟片具体放置位置关系图，第一折叠镜a1两块直角棱镜的间距为d，直角棱镜的长度为L，且两块直角棱镜关于碟片竖直方向的对称轴对称。组成第二折叠镜a2的直角棱镜的长度和第一折叠镜a1相同，且第二折叠镜a2一边和第一折叠镜a1的一边对齐。若抛物面足够大，则可以计算出泵浦光c1经过碟片晶体单元的反射次数
[0067]
其中要求L为d的整数倍。
谐振腔输出单元包括全反镜c3和输出镜c2，输出镜c3具有一定的透过率，使得一部分激光可从输出镜c3输出。全反镜c3和输出镜c2、碟片晶体单元c1构成V型激光谐振腔。[0068]激光器工作时：
[0069]泵浦光b1进入多次泵浦单元，通过抛物面反射镜a3聚焦到碟片晶体单元c1上。接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第二折叠镜a2上，接着经过第二折叠镜a2两次反射水平平移一个位置后反射回了抛物面反射镜a3，然后聚焦到了碟片晶体单元c1，接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第一折叠镜a1上，接着经过第一折叠镜 a1两次反射后与最开始入射的泵浦光b1一样平行入射回了抛物面反射镜 a3，实现了一次泵浦光b1传输周期。经过数次类似周期后，泵浦光b1最终会到达其中一个折叠镜的边缘，完成泵浦光的传输。其中每个周期经过碟片晶体单元反射两次。[0070]下面结合具体示意图说明泵浦光整个传输过程，图3b为泵浦光b1在抛物面反射镜a3上泵浦光路迹顺序图，其中L＝5d；图中的序号为依次通过抛物面反射镜a3的顺序编号，泵浦光b1传输过程依次经过的位置如下： a3(位置1)→c1→a3(位置2)→a2→a3(位置3)→c1→a3(位置4)→a1→ a3(位置5)→c1→a3(位置6)→a2→a3(位置7)→c1→a3(位置8)→a1→ a3(位置9)→c1→a3(位置10)→a2→a3(位置11)→c1→a3(位置12)→a1→ a3(位置13)→c1→a3(位置14)→a2→a3(位置15)→c1→a3(位置16)→a1 →a3(位置17)→c1→a3(位置18)→a2→a3(位置19)→c1→a3(位置20)→ a1→a3(位置21)→c1→a3(位置22)。[0071]本实施例图中是一排11个光斑，泵浦光一共经过碟片晶体单元c1反射的次数为11次，此时若在位置22处放置一平面反射镜使得泵浦光b1原路返回，则可以使得反射次数翻倍到22次。
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碟片晶体单元c1受激产生振荡激光b2，振荡激光b2会在输出镜c2和全反镜c3以及
碟片晶体单元c1之间往返传输，振荡激光b2的一部分会从输出镜c2输出。实现了高功率、高光束质量激光输出。由于抛物面反射镜 a3有较大的开孔d1，所以激光V型谐振腔的折叠角可以在很大范围里变化，可以很容易构建激光多次往返通过碟片晶体单元的谐振腔。[0073]实施例2
[0074]如图4a所示，在实施例1中的第二折叠镜a2旁边放置一个第三折叠镜a4，第三折叠镜a4上的出射光与入射光平行，但在空间上会有一个位移。第三折叠镜a4为两块相同的直角棱镜组成的空心直角棱镜，直角棱镜的厚度(与直角边垂直的边)和直角边的长度要大于等于泵浦光b1横截面直径，与此同时组成第一折叠镜a1和第二折叠镜a2的直角棱镜厚度也要大于等于泵浦光b1横截面直径的2倍。在该实施例图4a中，第三折叠镜a4 的直角边长度设置为第二折叠镜a2的直角棱镜厚度的一半，该条件可以不必要求满足。
[0075]下面结合附图具体说明第三折叠镜a4与第二折叠镜a2的具体位置关系。两个小直角棱镜的直角面组成一个较大直角面，第三折叠镜的较大直角面和第一折叠镜、第二折叠镜的较大直角面平行，两块小直角棱镜重合的边则与组成第二折叠镜的直角棱镜重合的边垂直。且要求其斜面朝向抛物面反射镜a3。
[0076]其他部件的相对位置和实施例1一样保持不变。[0077]激光器工作时：
[0078]泵浦光b1进入多次泵浦单元，通过抛物面反射镜a3聚焦到碟片晶体单元c1上。接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第二折叠镜a2上，接着经过第二折叠镜a2两次反射水平平移一个位置后反射回了抛物面反射镜a3，然后聚焦到了碟片晶体单元c1，接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第一折叠镜a1上，接着经过第一折叠镜 a1两次反射后与最开始入射的泵浦光b1一样平行入射回了抛物面反射镜 a3，实现了一次泵浦光b1传输周期。经过数次类似周期后，泵浦光b1最终会到达第二折叠镜a2的边缘，到达第三折叠镜a4，经过垂直方向平移一个位置后反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第一折叠镜a1上，经过第一折叠镜a1两次反射后又与最开始入射的泵浦光b1一样平行入射回了抛物面反射镜a3，之后同前面所述一样的周期性的开始传输，最终会反射到第一折叠镜a1中心的位置，但是和入射泵浦光垂直方向偏离一个位置。完成泵浦光的传输，其中每个周期经过碟片晶体单元反射两次。
[0079]下面结合具体示意图说明泵浦光整个传输过程，图4b为泵浦光b1在抛物面反射镜a3上泵浦光路迹顺序图，其中L＝5d；图中的序号为依次通过抛物面反射镜a3的顺序编号，泵浦光b1传输过程依次经过的位置如下： a3(位置1)→c1→a3(位置2)→a2→a3(位置3)→c1→a3(位置4)→a1→a3(位置5)→c1→a3(位置6)→a2→a3(位置7)→c1→a3(位置8)→a1→ a3(位置9)→c1→a3(位置10)→a2→a3(位置11)→c1→a3(位置12)→a1→ a3(位置13)→c1→a3(位置14)→a2→a3(位置15)→c1→a3(位置16)→a1 →a3(位置17)→c1→a3(位置18)→a2→a3(位置19)→c1→a3(位置20)→ a1→a3(位置21)→c1→a3(位置22)→a4→a3(位置23)→c1→a3(位置24) →a1→a3(位置25)→c1→a3(位置26)→a2→a3(位置27)→c1→a3(位置28) →a1→a3(位置29)→c1→a3(位置30)→a2→a3(位置31)→c1→a3(位置32) →a1→a3(位置33)→c1→a3(位置34)→a2→a3(位置35)→c1→a3(位置36) →a1→a3(位置37)→c1→a3(位置38)→a2→a3(位置39)→c1→a3(位置40) →a1→a3(位置41)→c1
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→a3(位置42)→a2→a3(位置43)→c1→a3(位置 44)。[0080]本实施例图中是一排11个光斑，泵浦光一共经过碟片晶体单元c1反射的次数为22次，此时若在位置44处放置一平面反射镜使得泵浦光b1原路返回，则可以使得反射次数翻倍到44次。
[0081]碟片晶体单元c1受激产生振荡激光b2，振荡激光b2会在输出镜c2和全反镜c3以及碟片晶体单元c1之间往返传输，振荡激光b2的一部分会从输出镜c2输出。实现了可控的泵浦光的多次传输，实现高功率、高光束质量激光输出。由于抛物面反射镜a3有较大的开孔d1，所以激光V型谐振腔的折叠角可以在很大范围里变化，可以很容易构建激光多次往返通过碟片晶体单元的谐振腔。[0082]实施例3
[0083]该实施例棱镜的大小关系和位置关系和前面实例不同，如图5a所示，第一折叠镜a1两块直角棱镜的间距为d，直角棱镜的长度为L，组成第二折叠镜a2的直角棱镜的长度为L+d，其中L为d的整数倍，且组成第二折叠镜a2的两个直角棱镜关于碟片晶体单元c1垂直对称轴左右对称，第二折叠镜a2右侧和第一折叠镜a1的右侧对齐。若抛物面足够大，则可以计算出泵浦光c1经过碟片晶体单元的反射次数
其中要求L为d的整数倍。第三折叠镜a4
的位置从实施例2中的第二折叠镜a2的旁边移到第二折叠镜a1的旁边，其方向关系和尺寸关系和实施例2一样。[0084]剩余部分的其他部件的相对于碟片晶体单元c1的位置和实施例2一样保持不变。[0085]激光器工作时：
[0086]泵浦光b1进入多次泵浦单元，通过抛物面反射镜a3聚焦到碟片晶体单元c1上。接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第二折叠镜a2上，接着经过第二折叠镜a2两次反射水平平移一个位置后反射回了抛物面反射镜a3，然后聚焦到了碟片晶体单元c1，接着又反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第一折叠镜a1上，接着经过第一折叠镜 a1两次反射后与最开始入射的泵浦光b1一样平行入射回了抛物面反射镜 a3，实现了一次泵浦光b1传输周期。经过数次类似周期后，泵浦光b1最终会到达第一折叠镜a1的边缘，到达第三折叠镜a4，经过垂直方向平移一个位置后反射回抛物面反射镜a3上，然后准直入射到了第一折叠镜a1上，经过第一折叠镜a1两次反射后又与最开始入射的泵浦光b1一样平行入射回了抛物面反射镜a3，之后同前面所述一样的周期性的开始传输，最终会反射到第一折叠镜a1中心的位置，但是和入射泵浦光垂直方向偏离一个位置。完成泵浦光的传输，其中每个周期经过碟片晶体单元反射两次。
[0087]下面结合具体示意图说明泵浦光整个传输过程，图5b为泵浦光b1在抛物面反射镜a3上泵浦光路迹顺序图，其中L＝5d；图中的序号为依次通过抛物面反射镜a3的顺序编号，泵浦光b1传输过程依次经过的位置如下： a3(位置1)→c1→a3(位置2)→a2→a3(位置3)→c1→a3(位置4)→a1→ a3(位置5)→c1→a3(位置6)→a2→a3(位置7)→c1→a3(位置8)→a1→ a3(位置9)→c1→a3(位置10)→a2→a3(位置11)→c1→a3(位置12)→a1→a3(位置13)→c1→a3(位置14)→a2→a3(位置15)→c1→a3(位置16)→a1 →a3(位置17)→c1→a3(位置18)→a2→a3(位置19)→c1→a3(位置20)→ a1→a3(位置21)→c1→a3(位置22)→a2→a3(位置23)→c1→a3(位置24) →a4→a3(位置25)→c1→a3(位置26)→a2→a3(位置27)
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说 明 书
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→c1→a3(位置28) →a1→a3(位置29)→c1→a3(位置30)→a2→a3(位置31)→c1→a3(位置32) →a1→a3(位置33)→c1→a3(位置34)→a2→a3(位置35)→c1→a3(位置36) →a1→a3(位置37)→c1→a3(位置38)→a2→a3(位置39)→c1→a3(位置40) →a1→a3(位置41)→c1→a3(位置42)→a2→a3(位置43)→c1→a3(位置44) →a1→a3(位置45)→c1→a3(位置46)→a2→a3(位置47)→c1→a3(位置 48)。[0088]本实施例图中显示一排12个光斑，泵浦光一共经过碟片晶体单元c1 反射的次数为24次，此时若在位置48处放置一平面反射镜使得泵浦光b1 原路返回，则可以使得反射次数翻倍到48次。
[0089]碟片晶体单元c1受激产生振荡激光b2，振荡激光b2会在输出镜c2和全反镜c3以及碟片晶体单元c1之间往返传输，振荡激光b2的一部分会从输出镜c2输出。实现了可控的泵浦光的多次传输，实现高功率、高光束质量激光输出。由于抛物面反射镜a3有较大的开孔d1，所以激光V型谐振腔的折叠角可以在很大范围里变化，可以很容易构建激光多次往返通过碟片晶体单元的谐振腔。[0090]实施例4
[0091]本实施例在实施例1的基础上，将第一折叠镜和第二折叠镜用平面反射镜组代替，图6a显示对于第一折叠镜用两片平面反射镜组成的示意图，两片平面镜之间的夹角为90度，且与图2一样分开一定距离，使得入射泵浦光可以通过；图6b显示对于第二折叠镜用两片平面反射镜组成的示意图，两片平面镜之间的夹角为90度，且在平面镜的一端紧密靠拢；由于平面反射镜组的对入光线的反射效果和前面用直角棱镜反射的效果完全相同。激光器工作状态和实施例1相同。同理也可将实施例2和实施例3中的第一折叠镜和第二折叠镜用平面反射镜组代替，从而构成新的实施例。
[0092]本发明提供的基于单抛物面和多折叠镜的多次泵浦碟片激光器，采用抛物面反射镜、碟片晶体单元和多个折叠镜组成的多次泵浦单元，实现了可控的泵浦光的多次传输，实现高功率、高光束质量激光输出；同时，可以使得泵浦结构中用于激光输出的开孔孔径变大，从而在搭建常见的V型腔时， V型腔折叠角可在大角度范围(0度到40度)内变化，能够同时实现在大折叠角和小折叠角的情况下的激光谐振腔的搭建，提高了搭建谐振腔的灵活性，有利于高峰值功率激光的输出，并且结构相对简单，便于实际系统装配。[0093]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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图1
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说 明 书 附 图
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图3a
图3b
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说 明 书 附 图
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图4a
图4b
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说 明 书 附 图
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图5a
图5b
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说 明 书 附 图
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图6a
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