[實用新型]一種人眼安全脈沖激光器

有效

• 申請號: 202021234516.X
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN212162321U
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 白振旭;齊月;張烜溥;王雨雷;呂志偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/07;H01S3/08;H01S3/0941;H01S3/16;H01S3/042
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本實用新型公開了一種人眼安全脈沖激光器，包括：激光二極管、整形耦合系統、諧振腔、光學窗口片和外殼；所述激光二極管發出中心波長在940?980nm、或1.47μm、或1.53μm的泵浦光，發散的泵浦光經整形耦合系統后進入諧振腔；所述整形耦合系統由兩個凸透鏡組成，用于實現泵浦光束的準直和尺寸的調節；所述諧振腔用于產生波長為1.6μm的脈沖人眼安全激光；所述光學窗口片為激光出射窗口，窗口的表面鍍有1.6μm波段的增透膜；所述外殼為金屬材料，激光二極管、整形耦合系統、諧振腔和光學窗口片均固定在外殼上。本實用新型以低泵浦功率實現高峰值功率、大能量的巨脈沖輸出的新技術手段，且整體激光器設計結構緊湊，穩定耐用，微型便于攜帶，可適用于多種場景。

技術領域

本實用新型涉及脈沖激光器領域，尤其涉及一種小型化人眼安全脈沖激光器。

背景技術

人眼對光的接收是極其敏感，它由不同的屈光介質和光感受器組成，能使一定頻率的光輻射到晶狀體，并在視網膜上成像。眼球中的屈光介質具有很強的聚焦作用，能將入射光匯聚成很小的光斑，從而使視網膜單位面積內接收的光能比入射到角膜的光能提高了十萬多倍，故高功率密度的激光非常容易在瞬間對人眼造成巨大傷害，故對人眼安全波段激光器的研究是十分有意義的。

人眼的屈光介質對不同頻率的光具有不同的透過率和吸收特性：屈光介質的各組成部分對波長為300-380nm的近紫外光都分別有不同的吸收率，容易對人眼的淺層組織造成熱損傷；380-780nm波段的可見光和波長在780-1400nm的近紅外光主要被晶狀體吸收，容易對視網膜造成傷害，引發輻射性白內障；而300nm以下和2100nm以上波段的激光對人眼的損傷閾值很高，且幾乎都被角膜吸收，容易引發電光性眼炎等疾病。人眼的脆弱及其特殊結構，決定了人眼安全激光波段在1.4-2.1μm左右，該波段的激光對人眼的損傷閾值很高，且具有較高的水吸收系數，在輻射人眼時，大部分可以被屈光介質吸收，只有極少部分可以到達視網膜并成像，對人眼的危害較小。

處于1.6μm人眼安全波段的激光器同時也處于大氣近紅外透射窗口波段，相比于連續運轉的激光器，具有高重頻、窄脈寬、高峰值功率特性的1.6μm激光對煙霧的穿透力更強，可以實現遠距離傳輸，在惡劣天氣中進行遠距離高精度的快速測距，在軍事上意義重大。在實現人眼安全波段激光輸出的同時，探索通過采用新型材料和新型結構等方式實現結構緊湊、穩定性高的小型化且具有高的性價比的1.6μm脈沖激光器一直是人們努力發展的目標，可以有效推動人眼安全激光加工、激光測距、激光雷達、生物醫療等多領域的應用。

實用新型內容

本實用新型提供了一種小型化人眼安全脈沖激光器，本實用新型以低泵浦功率實現高峰值功率、大能量的巨脈沖輸出的新技術手段，且整體激光器設計結構緊湊，穩定耐用，微型便于攜帶，可適用于多種場景，詳見下文描述：

一種小型化人眼安全脈沖激光器，所述激光器包括：外殼，所述外殼上設置有激光二極管、整形耦合系統、諧振腔、光學窗口片；

所述激光二極管發出中心波長在940-980nm、或1.47μm、或1.53μm的泵浦光，發散的泵浦光經整形耦合系統后進入諧振腔；

所述整形耦合系統由兩個凸透鏡組成，用于實現泵浦光束的準直和尺寸的調節；

所述諧振腔用于產生波長為1.6μm的脈沖人眼安全激光；

所述光學窗口片為激光出射窗口，窗口的表面鍍有1.6μm波段的增透膜。

其中，所述諧振腔包括：第一輸入鏡、鍵合晶體和第一輸出鏡，

第一輸入鏡為對鍵合晶體激光入射端面所鍍的第一入射膜，第一入射膜為對泵浦光的增透膜和對1.6μm波段的高反膜；

鍵合晶體由YAG晶體、第一增益介質和第一調Q晶體組成；