[發(fā)明專利]緊湊型固體激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010399747.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN111446615A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉蘭;廖若杭;余競雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市承譜科學(xué)儀器有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/11
• 分類號(hào): H01S3/11;H01S3/07;H01S3/00
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 張素斌

緊湊型固體激光器，涉及脈沖式固體激光器領(lǐng)域。包括激光器腔體和設(shè)于激光器腔體內(nèi)的脈沖激光產(chǎn)生模塊；脈沖激光產(chǎn)生模塊沿腔體中軸線依次排布有激光二極管、光束整形器、聚焦透鏡、工作物質(zhì)和飽和吸收體。還包括激光波長選擇模塊，激光波長選擇模塊置于飽和吸收體之后。激光波長選擇模塊沿腔體中軸線設(shè)有倍頻晶體和合頻晶體(可通過改變晶體配置情況更改輸出激光波長)。引入激光二極管泵浦與被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可輸出具有固定頻率且脈沖寬度小于1ns的脈沖激光。實(shí)現(xiàn)脈沖式固體激光器的小型化，具備穩(wěn)定簡單的結(jié)構(gòu)與高效的泵浦光利用率，使用便攜穩(wěn)定，其窄脈寬的特征在醫(yī)療與檢測領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖式固體激光器領(lǐng)域，尤其涉及緊湊型固體激光器。

背景技術(shù)

自1960年世界上第一臺(tái)紅寶石激光器誕生已來，激光技術(shù)蓬勃發(fā)展。其中，脈沖激光具有脈沖寬度短，光譜范圍寬，峰值功率高和重復(fù)頻率可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)加工、材料處理、醫(yī)療和科學(xué)研究等領(lǐng)域具有普遍應(yīng)用。與連續(xù)激光器相比脈沖激光與材料的交互時(shí)間非常短，熱效應(yīng)顯著降低，更為適用于高精度與低損傷的應(yīng)用情景。

脈沖激光技術(shù)的關(guān)鍵在于泵浦源與工作介質(zhì)的選擇以及通過調(diào)Q技術(shù)和鎖模等技術(shù)獲得高峰值功率。激光二極管泵浦技術(shù)的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)燈泵浦激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量利用效率低的特征。激光二極管實(shí)質(zhì)上是一種小型激光器，工作物質(zhì)為半導(dǎo)體材料構(gòu)成的PN結(jié)(或PIN結(jié))，激勵(lì)方式通常采用電激勵(lì)的方式，其具有體型小，光束單色性好的特點(diǎn)。激光二極管泵浦技術(shù)的應(yīng)用于激光器設(shè)計(jì)可有效降低激光器泵浦設(shè)計(jì)難度及激光器整體尺寸，提高能量利用效率。

調(diào)Q技術(shù)通過調(diào)制諧振腔品質(zhì)因子(Q值)，將分散的激光能量集中壓縮在極短時(shí)間內(nèi)釋放出來，以巨脈沖的形式輸出，這種脈沖光脈寬窄，同時(shí)峰值功率高。調(diào)Q技術(shù)可以分為主動(dòng)調(diào)Q與被動(dòng)調(diào)Q，其中以非線性光學(xué)晶體實(shí)現(xiàn)的被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)具有體積小，容易轉(zhuǎn)運(yùn)和效率高等優(yōu)點(diǎn)。

目前，各激光器供應(yīng)商主要致力提供高峰值功率的脈沖式激光器，而更適合檢測與醫(yī)療的低能量脈沖激光器產(chǎn)品寥寥無幾，制約著脈沖激光器實(shí)際應(yīng)用的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提供緊湊型固體激光器，引入激光二極管泵浦與被動(dòng)調(diào)Q技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可輸出具有固定頻率且脈沖寬度小于1ns的脈沖激光。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

緊湊型固體激光器，包括激光器腔體和設(shè)于激光器腔體內(nèi)的脈沖激光產(chǎn)生模塊；所述脈沖激光產(chǎn)生模塊沿腔體中軸線依次排布有激光二極管、光束整形器、聚焦透鏡、工作物質(zhì)和飽和吸收體。

本發(fā)明還包括激光波長選擇模塊，所述激光波長選擇模塊置于飽和吸收體之后。

所述激光波長選擇模塊沿腔體中軸線設(shè)有倍頻晶體或合頻晶體，或激光波長選擇模塊沿腔體中軸線依次排列設(shè)有倍頻晶體和合頻晶體。

所述倍頻晶體采用BBO晶體；所述合頻晶體采用LBO晶體。

所述工作物質(zhì)采用Nd：YAG晶體；所述飽和吸收體采用Cr⁴⁺:YAG晶體。

所述光束整形器為多片長方體狀的K9石英玻璃以棱邊中點(diǎn)間隔旋轉(zhuǎn)排列組成的微鏡棱鏡堆。

所述K9石英玻璃設(shè)有6片，相鄰K9石英玻璃的間隔角度為10°。

所述K9石英玻璃的長寬高為15cm*15cm*0.5cm。

所述K9石英玻璃的六面經(jīng)過拋光處理。

所述激光器腔體呈長方體設(shè)置，激光器腔體的長度不大于25cm。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案取得的有益效果是：