[發(fā)明專利]一種鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110365415.9
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113131320A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李強(qiáng);姜楓;雷訇;惠勇凌;朱占達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/042;H01S3/11
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器，采用鉺玻璃平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，泵浦光入射后在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中經(jīng)過多次反射被近乎全部吸收，可以有效提高泵浦吸收效率。內(nèi)包層選擇對(duì)1.5μm波長(zhǎng)的激光有極高吸收的材料，通過阻斷自激振蕩回路的方式，抑制ASE，提高脈沖輸出能量。外包層采用大面設(shè)計(jì)，將增益介質(zhì)內(nèi)部的熱沉積有效傳遞，減小熱效應(yīng)。本發(fā)明的新型增益介質(zhì)模塊采用熱鍵合技術(shù)制備，可靠性強(qiáng)。本發(fā)明具有體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊，成本低廉的優(yōu)勢(shì)，易于實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體被動(dòng)調(diào)Q激光器領(lǐng)域，具體涉及一種鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器。

背景技術(shù)

激光測(cè)距是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)，激光在測(cè)距中使用的波長(zhǎng)有1.06μm、1.5μm以及10.6μm等，相比于1.06μm和10.6μm波段，1.5μm波段的激光擁有極大的優(yōu)勢(shì)。1.5μm波段是人眼最安全的波長(zhǎng)，對(duì)人眼的允許曝光量是1.06μm波段的激光的40萬倍，是10.6μm波段的激光的100倍；1.5μm波長(zhǎng)處于1.5-1.8μm的大氣傳輸窗口，對(duì)煙、霧的穿透能力強(qiáng)；1.5μm波段激光的太陽光輻照度僅相當(dāng)于1.06μm的40％，有利于降低接收器的背景噪聲，提高目標(biāo)與背景的對(duì)比度，在相同條件下測(cè)距能力更強(qiáng)。

隨著三維激光雷達(dá)、無人機(jī)激光測(cè)距等技術(shù)的快速發(fā)展，將在目標(biāo)尋找、避障和安全監(jiān)控等高速三維圖像或數(shù)據(jù)獲取的領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。激光測(cè)距技術(shù)對(duì)于激光器主要在能量和重頻兩方面有嚴(yán)格要求。輸出能量越大，發(fā)散角越小，測(cè)程越遠(yuǎn)；重頻越高，測(cè)距精度越高，可靠性越強(qiáng)。目前常用的端面泵浦鉺玻璃被動(dòng)調(diào)Q微型激光器，可以獲得百μJ量級(jí)的單脈沖能量，測(cè)距距離一般為十幾公里。提高窄脈沖激光輸出能量將增加測(cè)距機(jī)的測(cè)距距離。但是，目前實(shí)現(xiàn)1.5μm激光輸出的幾種激光器中，摻鉺光纖激光器由于芯徑限制，輸出峰值功率較低，且尺寸較大，制約了其在小尺寸測(cè)距機(jī)中應(yīng)用；以半導(dǎo)體激光器為泵浦源，采用側(cè)面泵浦的棒狀、方形柱狀鉺玻璃激光器，熱效應(yīng)嚴(yán)重，且體積較大，限制其在小尺寸測(cè)距機(jī)中的應(yīng)用；以半導(dǎo)體激光器為泵浦源，采用端面泵浦的棒狀、方形柱狀鉺玻璃激光器，泵浦端面光功率密度較高，泵浦吸收不均勻，熱透鏡效應(yīng)較嚴(yán)重，且隨著增益介質(zhì)長(zhǎng)度增加存在再吸收現(xiàn)象，限制了輸出脈沖能量的增加。

針對(duì)現(xiàn)有激光器存在的不足，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款毫焦量級(jí)被動(dòng)調(diào)Q鉺玻璃平面波導(dǎo)激光器，具有輸出能量大、體積小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。滿足人眼安全測(cè)距機(jī)大脈沖能量應(yīng)用要求。采用熱鍵合技術(shù)，制備了鉺鐿共摻磷酸鹽玻璃激光器新型增益介質(zhì)模塊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器，以改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中LD泵浦鉺玻璃激光器存在的體積大、效率低、能量小等問題，實(shí)現(xiàn)大能量、小體積、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊的特點(diǎn)。

本發(fā)明的鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器主要包括：增益介質(zhì)模塊1、泵浦源2、泵浦源耦合系統(tǒng)3。泵浦源2經(jīng)過泵浦源耦合系統(tǒng)3，對(duì)LD快軸方向輸出激光進(jìn)行壓縮聚焦后入射進(jìn)入增益介質(zhì)模塊1，利用增益介質(zhì)模塊1側(cè)面鍍有940nm波長(zhǎng)反射膜完成多次反射，增益介質(zhì)充分吸收泵浦光，內(nèi)包層阻斷自激振蕩的回路，抑制ASE；利用增益介質(zhì)模塊1左端所鍍1535nm波長(zhǎng)全反膜，右端所鍍1535nm波長(zhǎng)部分反射膜構(gòu)成諧振腔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生激光振蕩，從增益介質(zhì)模塊1的右端獲得激光輸出。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種大能量、小型化、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定緊湊的鉺玻璃平面波導(dǎo)被動(dòng)調(diào)Q激光器，如圖1。主要包括增益介質(zhì)模塊1、泵浦源2、泵浦源耦合系統(tǒng)3。