[實用新型]一種用于大能量固體染料激光器的增益介質

有效

• 申請號: 201420228283.0
• 申請日: 2014-05-06
• 公開（公告）號: CN203911222U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 楊杰;顧華東;陳瑞濤;鄭陳琪
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/16;H01S3/042
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及一種醫用激光器增益介質，具體為一種長壽命的用于大能量固體染料激光器的增益介質及其制作模具。

背景技術

585nm波段處于血紅蛋白的吸收峰，該波段脈沖激光選擇性作用于血紅蛋白，其已成為治療微靜脈畸形、毛細血管擴張癥等血管性疾病的首選方法。染料激光具有可調諧范圍寬的優點，使用不同的染料可以很容易覆蓋從紫外到紅外的波段，因此大能量的585nm激光輸出一般采用激光染料作為增益介質。早期的染料激光器均使用液態染料，其具有輸出的激光光束質量好，染料溶液便于冷卻，從而可以大能量高重頻運轉等優點。但是液態染料激光器也有很大的缺陷：液態染料對人體有毒且易燃；循環冷卻系統很大，且設計復雜；摻雜在溶液中的染料在激光作用下易退化降解，降低了壽命，且定期更換染料溶液、清洗循環系統，使用和維護成本較高。

將染料摻雜進固體基質中，較好的克服了液態染料的上述缺點，這樣的固態染料激光器具有全固化、小型化、無毒、成本和維護費用低等優點，具有很強的產業化潛力。然而現有的固體染料激光器都是采用簡單的端面泵浦結構，仍然存在一定的不足：1.在大能量高重頻運轉方式下，染料分子長時間存在的瞬態吸收逐漸建立，從而逐漸降低激光器輸出效率，縮短固體染料壽命；2.?簡單泵浦方式固體染料受光面積不夠大，對大泵浦能量，泵浦光能量密度很高，影響固體激光染料的壽命；3.?大能量泵浦下固體染料中的熱累積，導致激光器效率降低，光束質量下降，壽命縮短。

發明內容

本實用新型的目的是設計一種長壽命高效率的醫用脈沖式大能量固體染料激光增益介質。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種用于大能量固體染料激光器的增益系統，包括激光發射源、光學系統和染料激光增益系統，其中激光發射源包括發射臺架，固定于發射臺架底部的泵浦源，所述泵浦源發出的532nm激光束經由光學系統均勻照射在染料激光增益系統上，所述染料激光增益系統包括多頭旋轉盤，多頭旋轉盤上固定安裝有至少一個旋轉頭，增益介質內嵌于所述旋轉頭上，且可隨多頭旋轉盤的旋轉進行選擇和固定。所述光學系統包括45°全反鏡、擴束鏡和柱面鏡，所述柱面鏡由平凹柱面鏡和平凸柱面鏡組成，所述泵浦源發出的光束經由45°全反鏡反射進入擴束鏡后，依次經過平凹柱面鏡和平凸柱面鏡，所述光學系統的輸出光束均勻照射在所述增益介質側面。

所述多頭旋轉盤可進行周向旋轉并固定，來調節旋轉頭的固定位置，內嵌于旋轉頭的增益介質分為兩層，內層為摻雜有激光染料的固體染料基質，外層為沒有摻雜的純固體染料基質，所述基質為溶膠凝膠玻璃，所述激光染料為Rhodamine?6G，PM597或者perylene?orange染料中的任意一種。

所述染料激光增益系統還包括一0°全反鏡和一輸出鏡，所述0°全反鏡和輸出鏡組成諧振腔，在諧振腔內置所述增益介質，0°全反鏡和輸出鏡分別位于增益介質兩側，由泵浦源輸出的激光束依次經過光學系統的45°全反鏡、擴束鏡、柱面鏡，進入所述諧振腔內，打在增益介質上，利用增益介質的大面積的側面對進入諧振腔內的光束進行增益和轉換，并由所述輸出鏡輸出。

所述染料激光增益系統還包括制冷裝置，所述制冷裝置位于所述多頭旋轉盤上的旋轉頭的底部，且可隨所述旋轉頭更換使用，所述增益介質的側面與所述制冷裝置通過接合部件緊密連接。所述制冷裝置采用TE制冷裝置或磁制冷裝置中的任意一種。所述接合部件具有大的剪切彈性模數，具體地說，所述接合部件由導熱硅膠等金屬類接合材料或環氧樹脂等具有剛性的材料構成。

所述用于大能量固體染料激光器的增益系統進行增益的方法如下：

在發射臺架底部固定好泵浦源，選擇使用的旋轉頭，調整多頭旋轉盤的旋轉頭在染料激光增益系統中的位置，使內嵌于其上的增益介質固定在諧振腔內；

調節光學系統的位置，保證泵浦源發出的光束經由光學系統均勻照射在所述增益介質側面，由工作人員手動調節發射臺架的固定位置，使光束經過45°全反鏡反射后水平入射，經諧振腔的輸出鏡垂直輸出；

啟動制冷裝置至規定溫度，由溫度檢測探頭采集并記錄增益介質工作時溫度的變化，在大能量泵浦源下的固體染料中的熱積累影響到輸出光束的質量時，由報警器發出警報，告知工作人員，由工作人員旋轉多頭旋轉盤，選擇備用旋轉頭，并調整內嵌于其上的增益介質固定在諧振腔內繼續工作。

所述增益介質與制冷裝置緊密連接的側面鍍有532nm波段反射率大于99%的介質膜，另一側面鍍有532nm波段透射率大于99%的介質膜。

所述的用于大能量固體染料激光器的增益介質的制作方法如下：