[發明專利]一種百瓦級1.9微米固體激光發生裝置

在審

• 申請號: 201710968219.4
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107565356A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 段小明;李林軍;杜鵬遠;姚寶權;王月珠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/094;H01S3/105
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙)11427
• 代理人: 陳娟

技術領域

本發明涉及一種固體激光發生裝置，特別涉及一種百瓦級1.9微米固體激光發生裝置。

背景技術

水分子對1.9微米波段激光具有很強的吸收，因此它可以作為醫用激光手術刀的光源，在激光醫療方面有著重要的應用價值。單摻Tm晶體的在1.9μm波段具有較大的增益，適合作為產生1.9μm激光的增益介質。單摻Tm固體激光器在運轉時會將大約25％泵浦功率轉化為廢熱，因此傳統的棒或塊狀晶體難以在高功率下穩定運轉。板條Tm激光器散熱性好，可以獲得大功率的1.9μm波段激光，但是其輸出光斑為線條狀，光束質量因子M2值通常在30以上，激光束亮度低，不方便科學工業生產的實際應用。目前，單摻Tm激光器基本采用單晶體的結構，以達到體積小巧的目的。但是，單個激光晶體所能承受的泵浦光功率有限，限制了更高泵浦功率的注入，激光器無法達到較高的輸出功率水平。

現有的光學諧振腔包括Z型腔、環形腔等，而這些腔型結構復雜，對光路調節技術要求較高，因此，要獲得穩定的光學輸出，就會變得比較困難，另外，為了獲取更大功率的激光輸出，必須設計一些復雜的光學結構，而更為復雜的光學結構必然要求更為精準的調光技術，本發明科研人員在長期研發當中，獨具匠心的開發了全新的調節技術，以解決現有的光學技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前復雜光學諧振腔光路較難調節的技術問題，而提出了一種計算機控制下自動調節光路的大功率固體激光裝置。

具體的，本發明涉及一種百瓦級1.9微米固體激光發生裝置，包括：

第一光學系統，包括，第一激光發生裝置1、第一全反射鏡5、第一激光晶體9、第二全反射鏡6、第二激光發生裝置2、選模裝置11、輸出鏡12；

其中，第一激光發生裝置1發射的抽運光束入射至第一全反射鏡5，經第一全反射鏡5透射至第一激光晶體9，獲得震蕩光束，該震蕩光束經第二全反射鏡6反射至第三全反射鏡7，經第三全反射鏡7反射至選模裝置11后經輸出鏡12輸出；

第二激光發生裝置2發射的抽運光束經第二全反射鏡6透射后入射至第一激光晶體9，獲得震蕩光束，該震蕩光束經第一全反射鏡5反射至體光柵8，經體光柵8反射回第一全反射鏡5后反射至第二全反射鏡6，經第二全反射鏡6反射至第三全反射鏡7，經第三全反射鏡7反射至選模裝置11后經輸出鏡12輸出；

第二光學系統，包括，第三激光發生裝置3、第二全反射鏡6、第二激光晶體10、第三全反射鏡7、第四激光發生裝置4、選模裝置11、輸出鏡12；

其中，第三激光發生裝置3發射的抽運光束經第二全反射鏡6透射后入射至第二激光晶體10，獲得震蕩光束，該震蕩光束入射至第三全反射鏡7，經第三全反射鏡7反射至選模裝置11后經輸出鏡12輸出；

第四激光發生裝置4發射的抽運光束經第三全反射鏡7，經第三全反射鏡7透射至第二激光晶體10，獲得震蕩光束，該震蕩光束入射至第二全反射鏡6，經第二全反射鏡6反射至第一全反射鏡5后反射至體光柵8，經體光柵8反射回第一全反射鏡5后反射至第二全反射鏡6，經第二全反射鏡6反射至第三全反射鏡7，經第三全反射鏡7反射至選模裝置11后經輸出鏡12輸出；

所述第一全反射鏡5、第二全反射鏡6、第三全反射鏡7和體光柵8分別位于第一三維轉臺5.1、第二三維轉臺6.1第三三維轉臺7.1第四三維轉臺8.1上，計算機控制系統13自動控制所述第一三維轉臺5.1、第二三維轉臺6.1第三三維轉臺7.1、第四三維轉臺8.1三維狀態。

進一步的，還包括探測器14，所述探測器,14將探測到的光信號實時輸入到所述計算機控制系統13，所述計算機控制系統13根據所述光信號，結合所述計算機控制系統13預設激光模型進行調節，直至獲得預期輸出激光。

進一步的，所述計算機控制系統13根據所述第一激光發生裝置1、第二激光發生裝置2、第三激光發生裝置3、第四激光發生裝置4的參考光，調整所述第一全反射鏡5、第二全反射鏡6、第三全反射鏡7的位置，使其與所述輸出鏡12的位置關系誤差為±0.0001，然后固定所述第一全反射鏡5、第二全反射鏡6、第三全反射鏡7的位置。

進一步的，所述計算機控制系統13調整所述體光柵8的位置，結合所述計算機控制系統13預設激光模型進行調節，直至獲得預期輸出激光。

進一步的，所述第一三維轉臺5.1、第二三維轉臺6.1第三三維轉臺7.1、第四三維轉臺8.1可以進行前、后、左、右、俯以及仰六方向調節。