[發(fā)明專利]一種基于環(huán)形腔混合端泵脈沖輸出中紅外激光器有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011231438.2 | 申請日： | 2020-11-06 |
| 公開（公告）號： | CN112350147B | 公開（公告）日： | 2022-06-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李永亮;楊亞帥;王馳;張英明;吳起通;張晗 | 申請（專利權(quán)）人： | 長春理工大學(xué) |
| 主分類號： | H01S5/12 | 分類號： | H01S5/12;H01S5/0625;H01S5/042;H01S5/0225;H01S5/00;H01S5/30 |
| 代理公司： | 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430 | 代理人： | 范盈 |
| 地址： | 130022 *** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 環(huán)形 混合 脈沖 輸出 紅外 激光器 | ||
本發(fā)明涉及中紅外激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于環(huán)形腔混合端泵脈沖輸出中紅外激光器，包括多個(gè)泵浦裝置，相鄰兩個(gè)泵浦裝置按照預(yù)設(shè)角度放置，泵浦裝置包括半導(dǎo)體激光器和耦合透鏡組，每個(gè)耦合透鏡組的一側(cè)均放置有復(fù)合晶體，耦合透鏡組和復(fù)合晶體之間均放置有二色鏡，多個(gè)二色鏡構(gòu)成環(huán)形諧振腔；聲光調(diào)Q開關(guān)位于復(fù)合晶體和二色鏡之間，并沿環(huán)形諧振腔內(nèi)振蕩光束的傳播方向放置；全反鏡位于二色鏡反射的光路上。本發(fā)明提出的一種基于環(huán)形腔混合端泵脈沖輸出中紅外激光器，解決現(xiàn)有的中紅外激光器難以獲得高重復(fù)頻率、窄脈寬、高功率以及高光束質(zhì)量脈沖激光的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及中紅外激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于環(huán)形腔混合端泵脈沖輸出中紅外激光器。
背景技術(shù)
2.7-3.0μm波段的中紅外激光處于水的吸收峰，能夠激發(fā)水分子的高速動(dòng)能，在眼科、牙科、骨科等領(lǐng)域的重要應(yīng)用是作為手術(shù)刀，為了減小激光對周圍軟組織的損傷，激光脈沖寬度應(yīng)該盡可能小于軟組織的熱弛豫時(shí)間。此外，2.7-3.0μm波段的中紅外激光又是泵浦非線性晶體產(chǎn)生8-13μm中長紅外激光的優(yōu)質(zhì)泵浦源，高重頻、高峰值功率的激光脈沖可以提高轉(zhuǎn)換效率。
現(xiàn)有的激光器存在的問題在于：
(1)電光、聲光、可飽和吸收、機(jī)械等Q開關(guān)很難同時(shí)獲得高重頻、高峰值功率、窄脈寬的2.7-3.0μm波段的中紅外脈沖激光。
(2)難以同時(shí)保證高輸出功率和高光束質(zhì)量的問題。采用閃光燈和半導(dǎo)體激光器側(cè)面泵浦，盡管獲得的激光輸出功率高，但是側(cè)面泵浦模式匹配比較差，很難獲得高光束質(zhì)量激光輸出。采用半導(dǎo)體激光器對一塊Er:YSGG晶體一端進(jìn)行泵浦，產(chǎn)生的振蕩光的模式和泵浦光模式匹配效果好，使得產(chǎn)生的激光脈沖光束質(zhì)量較高，但是泵浦光的注入能量受到限制，從而導(dǎo)致輸出激光功率較低。
(3)解決現(xiàn)有技術(shù)中采用閃光燈側(cè)面泵浦Er:Cr:YSGG晶體產(chǎn)生有害熱多的問題；解決Er:YSGG晶體對970nm半導(dǎo)體激光吸收系數(shù)少，光光轉(zhuǎn)換效率較低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：一種基于環(huán)形腔混合端泵脈沖輸出中紅外激光器，其特殊之處在于，包括
多個(gè)泵浦裝置，相鄰兩個(gè)所述泵浦裝置按照預(yù)設(shè)角度放置，所述泵浦裝置包括半導(dǎo)體激光器和耦合透鏡組，每個(gè)所述耦合透鏡組的一側(cè)均放置有復(fù)合晶體，所述耦合透鏡組和復(fù)合晶體之間均放置有二色鏡，多個(gè)所述二色鏡構(gòu)成環(huán)形諧振腔；
聲光調(diào)Q開關(guān)，位于復(fù)合晶體和二色鏡之間，沿所述環(huán)形諧振腔內(nèi)振蕩光束的傳播方向放置；
全反鏡，位于所述二色鏡反射的光路上。
優(yōu)選的是：所述復(fù)合晶體為Er:Cr:YSGG/YSGG，Er:Cr:YSGG/YSGG由Er:Cr:YSGG晶體兩端鍵合YSGG晶體組成。
優(yōu)選的是：所述復(fù)合晶體的外側(cè)包裹有銦箔，所述銦箔安裝在水冷的銅塊內(nèi)。
優(yōu)選的是：每個(gè)所述二色鏡的雙面均鍍有970nm高透膜、654nm高透膜和450nm高透膜中的一種，每個(gè)所述二色鏡在靠近所述復(fù)合晶體一面鍍有2.79μm高反射率膜以及970nm高反射率膜、654nm高反射率膜和450nm高反射率膜中的一種。
優(yōu)選的是：所述半導(dǎo)體激光器至少為三個(gè)，包括第一半導(dǎo)體激光器、第二半導(dǎo)體激光器和第三半導(dǎo)體激光器；所述二色鏡為三個(gè)，包括第一二色鏡、第二二色鏡和第三二色鏡；所述復(fù)合晶體為三個(gè)，包括第一復(fù)合晶體、第二復(fù)合晶體和第三復(fù)合晶體。
優(yōu)選的是：所述第一半導(dǎo)體激光器為970nm半導(dǎo)體激光器、所述第二半導(dǎo)體激光器為654nm半導(dǎo)體激光器，所述第三半導(dǎo)體激光器為450nm半導(dǎo)體激光器；
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