專利名稱：調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于適用于激光器采用高斯輸出鏡的非穩腔的光軸調節裝置。
背景技術：
反射率徑向高斯分布的變反射率鏡作為輸出耦合器的非穩腔，對腔內光束有很強的空間限模能力，且實現極為方便，因而得到了廣泛的研究。現有技術高斯反射率鏡非穩腔光場的徑向分布為高斯型，由于常規光腔，腔鏡上光束的相位在徑向存在著不均勻的擾動，擾動會使輸出光束波前產生相位畸變，對輸出光束的光束質量有一定的影響。現有技術為了實現諧振腔的良好匹配，獲得最佳的輸出結果，在激光器中，通常都需要對其中的光學元器件進行調整和移動，特別是采用高斯鏡的激光非穩腔，需要激光的光軸與高斯輸出鏡的中心點精確對準。目前常用的光學調節裝置是如圖8基于可變形元件或者伸縮元件調節的多維調節架，該裝置由位于矩形固定架中心的圓形鏡片和按四等分均布在圓形鏡片的螺釘和彈簧組成，兩個互為垂直的螺釘與兩個互為垂直的彈簧相對應。螺釘13與高斯輸出鏡10相連，彈簧12可以支撐高斯輸出鏡10，通過調節螺釘13，從而滿足高斯輸出鏡10的兩維度的移動。但是由于彈簧的固定，所以在惡劣環境考核中，存在變形。雖然該裝置可以實現在常規環境中的橫向和縱向兩自由度調節。但是在高低溫或者沖擊振動環境中的正常使用環境中，由于采用的彈簧等伸縮元件，存在形變等因素，以及整個多維調節架的加工誤差等，易在惡劣環境中，導致諧振腔的變化而引起輸出光束的惡化，不能保證在惡劣環境的穩定性，從而影響正常使用。

發明內容
本發明的目的針對上述現有技術存在的不足之處，提供一種能夠在各種高低溫和沖振環境下，不會改變光軸傳輸方向，穩定可靠調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學 裝直。本發明的上述目的可以通過下述技術方案予以實現:一種調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，包括，平面底板相連凸臺的光學安裝基座，光學安裝基座凸臺上制有安放光軸調節筒的臺階孔，其特征在于，光軸調節筒底部周向上分布有螺紋孔，口徑端面制有傾斜平面，傾斜平面上固聯有圓形鏡片，兩個光軸調節筒2分別通過上述光學安裝基座凸臺兩端的臺階孔，動配合裝配在孔體臺階的兩端共軸腔內，由鎖緊螺釘4通過螺紋孔5將光軸調節筒鎖緊在基座上臺階孔內。本發明相比于現有技術具有如下有益效果。本發明通過光學安裝基座凸臺上安放光軸調節筒的臺階孔，分別將兩個光軸調節筒裝配在光學安裝基座臺階孔體兩端，使其兩邊傾斜平面上固聯的兩片鍍有增透膜的Κ9平行圓形鏡片相對于與非穩腔輸出激光光軸垂直的平面上的轉動，實現非穩腔輸出激光光軸在與激光垂直的平面內的橫向和縱向的兩自由度移動，使激光光軸的中心與高斯輸出鏡對準，獲得最佳激光輸出，平行圓形鏡片僅僅改變激光光軸的偏移，不會改變激光光軸的傳輸方向。通過光學膠安裝于圓形中空的鈦合金光軸調節筒的傾斜面上，用光學膠的良好固化特性和材料的膨脹特性，實現K9玻璃圓形鏡片與金屬光學安裝基座良好膨脹特性匹配，并能保證光束的通過性，不會產生遮擋。光軸調節筒在整個過程中有利于光軸調節，調節方便，調節完畢通過鎖緊螺釘即可固定，結構緊湊，占用體積小，可放置于小型激光腔內。本發明避免了采用常規的調節裝置在高低溫和沖振環境中的不穩定性，提高了采用高斯鏡非穩腔的實用性。本發明在非穩腔光學調試中，在保證光軸指向性的條件下，對光軸的對準點進行兩個自由度的連續移動(正對光軸方向，上下和左右移動)，保證了采用高斯鏡的非穩腔的激光器的良好光束質量輸出，以及在各種高低溫和沖振下的穩定性，實現非穩腔中高斯鏡的良好匹配。由于高斯非穩腔需要增益介質的中心軸和高斯鏡的中心在一條直線上，而由于安裝高斯鏡的誤差，不能保證兩個增益介質和高斯鏡的同軸性，所以在增益介質和高斯鏡的中間，安裝光軸調節筒，增益介質的光軸經過光軸調節筒后，可以通過光軸調節筒進行調節，所以經過增益介質后的激光光軸再次通過光軸調節筒后，在垂直于光軸平面內實現橫向和縱向調節，從而使光軸與高斯鏡的中心共軸。


圖1是調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置的正視圖。圖2是圖1的剖視圖。圖3是圖1的左視圖。圖4是光軸調節筒示意圖。圖5是圖1的光路示意圖。圖6光學調節裝置的光束運行軌跡圖。圖7高斯非穩腔的激光器示意圖。圖8常規調節架示意圖。圖中:1圓形鏡片，2光軸調節筒，3光學安裝基座，4固定螺釘，5螺紋孔，6傾斜平面，7反射鏡，8激光增益介質，9光學調節裝置，10高斯輸出鏡，11鏡架，12彈簧，13螺釘。
具體實施例方式參閱圖1 圖4。以下實施例描述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，包括，平面底板相連凸臺的光學安裝基座3，光學安裝基座平面底板凸臺上，制有安放光軸調節筒2的臺階孔6。圖4所示的光軸調節筒2是一個底部制有臺階圓臺的筒體，在臺階圓臺周向上分布有螺紋孔5，它的口徑端面制有傾斜平面6，圓形鏡片I通過光學膠固聯在圓形中空的鈦合金光軸調節筒的傾斜面6上。兩個光軸調節筒2分別通過上述光學安裝基座凸臺兩端的臺階孔，動配合裝配在孔體臺階的兩端共軸腔內，由鎖緊螺釘4通過螺紋孔5將光軸調節筒2鎖緊在光學安裝基座3上。激光器由反射鏡7，增益介質8，光軸調節裝置9以及高斯輸出鏡10組成，對于采用高斯輸出鏡的激光器，需要光軸對準高斯輸出鏡的中心。參閱圖5。光軸調節筒2傾斜平面為安裝鍍有增透膜K9的圓形平板玻璃鏡片的安裝面，位于光學安裝基座左端的光軸調節筒2傾斜平面上的圓形鏡片為厚圓形鏡片，安裝傾斜角Θ I ;位于光學安裝基座右端的光軸調節筒2傾斜平面上的圓形鏡片為薄圓形鏡片，安裝傾角Θ 2，安裝傾斜角Θ可以是0° 60°。薄圓形鏡片和厚圓形鏡片可以是平板玻璃。圓形鏡片I的光學平板玻璃為K9材料。厚圓形鏡片厚度d3大于薄圓形鏡片d4，它們分別固定于兩個光軸調節筒2的傾斜平面上。薄圓形鏡片折射率nl大于空氣折射率n2，入射光線經過右端傾斜的薄圓形鏡片出射光軌跡的產生偏移軌跡半徑d2，通過光學平板厚圓形鏡片，出射光軌跡半徑dl。由于傾斜的平行平板玻璃材料為K9，平行平板玻璃材料為K9折射率nl大于空氣折射率π2，所以會產生偏移軌跡半徑d2。因此，根據折射定律可以獲得偏移軌跡半徑
權利要求
1.一種調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，包括，平面底板相連凸臺的光學安裝基座，光學安裝基座凸臺上制有安放光軸調節筒的臺階孔，其特征在于，光軸調節筒底部周向上分布有螺紋孔，口徑端面制有傾斜平面，傾斜平面上固聯有圓形鏡片，兩個光軸調節筒(2)分別通過上述光學安裝基座凸臺兩端的臺階孔，動配合裝配在孔體臺階的兩端共軸腔內，由鎖緊螺釘(4)通過螺紋孔(5)將光軸調節筒鎖緊在基座上臺階孔內。
2.如權利要求1所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，光軸調節筒(2)是一個底部制有臺階圓臺的筒體，在臺階圓臺周向上分布有螺紋孔(5)，它的口徑端面制有傾斜平面(6)，圓形鏡片(I)通過光學膠固聯在圓形中空的鈦合金光軸調節筒的傾斜面(6)上。
3.如權利要求1所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，光軸調節筒(2)傾斜平面為安裝鍍有增透膜K9的圓形平板玻璃鏡片的安裝面。
4.如權利要求1所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，位于光學安裝基座左端的光軸調節筒(2)傾斜平面上的圓形鏡片為厚圓形鏡片，安裝傾斜角Θ I ;位于光學安裝基座右端的光軸調節筒(2)傾斜平面上的圓形鏡片為薄圓形鏡片，安裝傾角Θ 2，安裝傾斜角Θ是0° 60°。
5.如權利要求4所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，厚圓形鏡片厚度d3大于薄圓形鏡片d4，它們分別固定于兩個光軸調節筒(2)的傾斜平面上。
6.如權利要求5所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，薄圓形鏡片折射率nl大于空氣折射率n2，入射光線經過右端傾斜的薄圓形鏡片出射光軌跡的產生旋轉圓偏移軌跡半徑d2，通過光學平板厚圓形鏡片，出射光旋轉圓軌跡半徑dl。
7.如權利要求6所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，經過圓形鏡片(I)后的出射光線軌跡為以原光軸為中心的半徑為d2旋轉圓，從薄圓形鏡片出射光再經過圓形厚圓形鏡片，同樣會產生旋轉圓偏移半徑dl，在保持傾角Θ I不變情況下，正對出射光方向，順時針旋轉厚圓形鏡片玻璃，經過厚圓形鏡片的出射光，當經過薄圓形鏡片的出射光為中心，半徑為dl的旋轉圓。
8.如權利要求1所述的調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，其特征在于，圓形鏡片(I)的光學平板玻璃為K9材料。
全文摘要
本發明提出的一種調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置，旨在提供一種能夠在各種高低溫和沖振環境下，不會改變光軸傳輸方向，穩定可靠調節激光光軸與高斯輸出鏡中心點的光學裝置。本發明通過下述技術方案予以實現它包括，平面底板相連凸臺的光學安裝基座，光學安裝基座凸臺上制有安放光軸調節筒的臺階孔，光軸調節筒底部周向上分布有螺紋孔，口徑端面制有傾斜平面，傾斜平面上固聯有圓形鏡片，兩個光軸調節筒(2)分別通過上述光學安裝基座凸臺兩端的臺階孔，動配合裝配在孔體臺階的兩端共軸腔內，由鎖緊螺釘(4)通過螺紋孔(5)將光軸調節筒鎖緊在基座上臺階孔內。本發明避免了采用常規的調節裝置在高低溫和沖振環境中的不穩定性。
文檔編號G02B7/02GK103208729SQ20121056737
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者楊峰, 翟剛, 陳仁, 李晶, 馬利國, 馬楠, 金鋒 申請人:西南技術物理研究所