[發明專利]升壓式電光調Q大能量2μm納秒脈沖激光器及制造方法

有效

• 申請號: 201810146807.4
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108448377B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 郭磊;楊克建;趙圣之
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115;H01S3/081
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種基于升壓式電光調Q的2μm波段大能量納秒脈沖激光器，其特征在于，包括泵浦源、耦合透鏡、凹面輸入鏡、Tm:LuAG激光晶體、凹面全反鏡、平面全反鏡、電光晶體、平面輸出鏡和電光調制電源；所述泵浦源發出的激光依次經過耦合透鏡和凹面輸入鏡入射到Tm:LuAG激光晶體，經過Tm:LuAG激光晶體的增益激光由凹面全反鏡反射到達平面全反鏡，然后被反射并原路返回，到達凹面輸入鏡后反射，經過電光晶體到達平面輸出鏡；所述電光調制電源為電光晶體提供升壓式調制信號；

Tm:LuAG激光晶體規格為4mm*4mm*8mm，Tm³⁺摻雜濃度為6at.％；

所述泵浦源為溫度15到30度可調的連續運轉的793nm激光二極管，通過調整溫度，將輸出波長設定為789nm，最大輸出功率30W；所述凹面輸入鏡到Tm:LuAG激光晶體的距離為35mm，Tm:LuAG激光晶體長8mm，Tm:LuAG激光晶體到凹面全反鏡距離30mm，凹面全反鏡到平面全反鏡距離60mm，凹面輸入鏡到平面輸出鏡距離150mm；平面輸出鏡透過率為20％；

所述電光晶體和平面輸出鏡之間還設有1/4波片；

還包括起偏器，所述凹面全反鏡反射的光束經起偏器到達平面全反鏡。

2.如權利要求1所述的一種基于升壓式電光調Q的2μm波段大能量納秒脈沖激光器，其特征在于，所述電光晶體為9mm*9mm*25mm的LiNbO₃晶體。

3.如權利要求1所述的一種基于升壓式電光調Q的2μm波段大能量納秒脈沖激光器，其特征在于，所述激光器在升壓式100HZ重復頻率下調制。

4.基于權利要求1所述的一種基于升壓式電光調Q的2μm波段大能量納秒脈沖激光器制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：搭建連續輸出的X型腔，耦合頭距離最前端Tm:LuAG晶體5cm，兩臂折疊角在5°到15°之間，出光后調整平面輸出鏡和耦合頭與晶體距離，優化輸出功率至最大，泵浦源輸出波長調整到789nm；

步驟2：起偏器以61°插入，打開激光器微調至功率最大；

步驟3：放入電光晶體，所述電光晶體放置時X軸或Y軸應與起偏器的起偏方向平行，通光表面應與光軸方向垂直，打開激光器微調電光晶體至輸出功率最大；

步驟4：放入1/4波片，打開激光器旋轉并微調1/4波片角度至輸出功率最大；

步驟5：打開電光電源，電壓調到3000V，設置電光晶體電源為升壓模式；旋轉1/4波片，通過光電探頭探測脈沖激光，至示波器脈沖波形穩定；在增加泵浦功率的過程中，調整電光開關電源延時，至輸出功率不再明顯增大；

步驟6：優化脈沖激光器，微調各結構，使輸出激光最大，脈沖波形最穩定。

5.如權利要求4所述的一種基于升壓式電光調Q的2μm波段大能量納秒脈沖激光器制造方法，其特征在于，所述凹面輸入鏡到Tm:LuAG激光晶體的距離為35mm，Tm:LuAG激光晶體長8mm，Tm:LuAG激光晶體到凹面全反鏡距離30mm，凹面全反鏡到平面全反鏡距離60mm，凹面輸入鏡到平面輸出鏡距離150mm。