[發明專利]采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器

無效

• 申請號: 200910195906.2
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101694919A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 陳力;于春雷;何冬兵;陳偉;胡麗麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/17
• 分類號: H01S3/17;H01S3/0915;H01S3/11
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明屬于激光器技術領域，尤其是涉及一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器。

背景技術

鉺激光器的1.54μm波段的激光發射處于人眼安全范圍，同時匹配光通信窗口，并處于大氣紅外窗口，該波段脈寬為幾十ns的高峰值功率調Q脈沖在激光告警、激光指示、激光測距、風速測量、激光雷達、材料分析以及激光醫療等領域具有重要作用。與機械、電光和聲光調Q等主動方式相比，被動調Q不需要外部電控制等其它附件，更容易被集成到激光器系統中，因而可以使全固態激光器件結構更緊湊、更簡單、成本更低。適合1.54μm波段的可飽和吸收離子主要有Co²⁺離子、U²⁺離子和Cr²⁺離子，一些單晶材料如U²⁺:SrF2和CaF2，Co²⁺:YAG、YSGG、ZnSe、ZnS、LaMgAl₁₁O₁₉(LMA)和MgAl₂O₄(MALO)，Cr²⁺:ZnSe和ZnS等均已成功實現了被動調Q。其中，摻Co²⁺尖晶石是目前調Q性能較優異的材料。但由于單晶生長方式的影響，Co²⁺離子的分布存在梯度，在同一材料中差異可達兩倍，不能滿足激光雷達等高脈沖能量需要較大光束截面的應用要求，此外單晶材料的制備成本高昂。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術現狀，提供一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，以克服現有技術的不足。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，包括聚光腔和被動Q開關，所述的聚光腔內設有泵浦氙燈和鉺玻璃激光棒，其特點是所述的被動Q開關是摻Co²⁺透明玻璃陶瓷制成的。

所述的摻Co²⁺透明玻璃陶瓷厚度為0.5～20mm。

所述的摻Co²⁺透明玻璃陶瓷與所述的鉺玻璃激光棒之間的端面通過粘合膠連接。

所述的摻Co²⁺透明玻璃陶瓷，Co²⁺離子激發態壽命為100～500ns，Co²⁺離子基態吸收截面比所述的鉺玻璃激光棒Er³⁺離子的受激發射截面大一個數量級。

本發明采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，與摻Co²⁺單晶材料相比，所述的摻Co²⁺透明玻璃陶瓷具有Co²⁺離子分布更均勻、制備更簡單、成本更低、熱機械性質更好等優點。尤其是所述的摻Co²⁺透明玻璃陶瓷熱膨脹系數與所述的鉺玻璃激光棒接近，因此兩者可以通過粘合膠連接，使鉺玻璃激光器的結構更緊湊。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的結構示意圖。

圖2為本發明實施例2的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。

實施例一：如圖1所示，一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷被動Q開關的鉺玻璃激光器，包括聚光腔1和被動Q開關4，聚光腔1內設有泵浦氙燈2和鉺玻璃激光棒3，鉺玻璃激光棒3中Er³⁺離子的受激發射截面為(0.6-0.8)×10^-20cm²；被動Q開關4是由經玻璃熔制、退火和熱處理三個過程后獲得的摻Co²⁺硅酸鹽透明玻璃陶瓷制成的，該摻Co²⁺硅酸鹽透明玻璃陶瓷的初始組分的摩爾百分比(mol％)為：10-25MgO，15-25Al₂O₃，45-65SiO₂，采用TiO₂作為成核劑，CoO的摻雜濃度為0.01-6.0mol％，被動Q開關4的厚度為0.5-20mm，Co²⁺離子基態吸收截面為(3-5.5)×10^-19cm²，比鉺玻璃激光棒3中Er³⁺離子的受激發射截面大一個數量級，Co²⁺離子激發態壽命為100-500ns。