[發明專利]一種低內熱固體激光器

在審

• 申請號: 201811008308.5
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109273969A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 沈榮存
• 申請（專利權）人: 南京同溧晶體材料研究院有限公司
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/042;H01S3/16;H01S3/0941;H01S3/106
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發明屬于固體激光技術領域，具體涉及一種低內熱固體激光器，所述低內熱固體激光器包括半導體激光器、耦合單元、輸入鏡、增益介質、與增益介質固定連接的金屬熱沉、聲光晶體和輸出鏡，所述增益介質為鈦和銦離子共摻雜氧化鎵晶體，化學式為β?(Ga_0.995?yTi_0.005In_x)₂O₃，其中，0.0005<x<0.001，所述固體激光器使用高熱導率增益介質，結構緊湊、易于實現。

技術領域

本發明屬于固體激光技術領域，具體涉及一種低內熱固體激光器。

背景技術

高功率固體激光器具有效率高、光束質量好、體積小、結構緊湊等優點，在工業、科學研究和國家安全方面有著重要的應用。但固體激光器的激光增益介質熱效應，會引起折射率徑向和軸向不同，雙折射現有、形變熱透鏡效應等，始終是制約固體激光器發展的一個重要因素，不僅會影響激光器效率和光束質量，嚴重的熱沉積甚至會造成工作介質損傷。目前，改善激光增益介質熱效應的方法主要有導熱法，如增加冷卻結構、用非圓柱形物質，但是對介質的致冷效率不夠高，難以滿足高功率激光器對增益介質降溫的迫切需求；光學補償法，在諧振腔內插入和熱透鏡焦距大小相同的正透鏡來補償，但是僅適用于熱焦距保持恒定的情況。

因此，隨著激光器功率水平不斷提高和裝置尺寸日益小型化，如何在有限空間內及時消除功率耗散所轉化的廢熱，進行增益介質的有效冷卻與溫度控制，是大功率全固態激光器必須解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低內熱固體激光器，所述固體激光器使用高熱導率增益介質，結構緊湊、易于實現。

為實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種低內熱固體激光器，包括半導體激光器、耦合單元、輸入鏡、增益介質、與增益介質固定連接的金屬熱沉、聲光晶體和輸出鏡，所述增益介質為鈦和銦離子共摻雜氧化鎵晶體，化學式為β-(Ga_0.995-yTi_0.005In_x)₂O₃，其中，0.0005&lt;x&lt;0.001。

進一步，所述增益介質為鈦和銦離子共摻雜氧化鎵晶體，化學式為β-(Ga_0.9945Ti_0.005In_0.0005)₂O₃。

進一步，所述增益介質(4)為鈦和銦離子共摻雜氧化鎵晶體，化學式為β-(Ga_0.994Ti_0.005In_0.001)₂O₃。

進一步，所述增益介質(4)為鈦和銦離子共摻雜氧化鎵晶體，化學式為β-(Ga_0.9942Ti_0.005In_0.0008)₂O₃。

進一步，所述增益介質(4)與金屬熱沉(5)通過導熱膠膠連。

進一步，所述增益介質(4)的的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：按化學計量比將純度大于99.999％的Ga₂O₃、Ti₂O₃和In₂O₃混合均勻，成型，空氣氣氛下，1500～1700℃恒溫15～20h，得到共摻雜多晶料；

步驟2：將燒結好的原料放入生長爐的銥金坩堝中，以純的β-Ga₂O₃晶體作為生長用的籽晶，生長方向平行于(100)解理面；