[發(fā)明專利]一種人眼安全微片激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111574946.5
• 申請(qǐng)日: 2021-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114389127A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳旭光;張普;龔鑫;朱香平;趙衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)硬科技創(chuàng)新研究院;東莞市中科原子精密制造科技有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/06
• 分類號(hào): H01S3/06;H01S3/08;H01S3/16;H01S3/17;H01S3/23;H01S3/00
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 孟潔

本申請(qǐng)?zhí)峁┑娜搜郯踩⑵す馄鳎ㄋ龅谝凰亩问芥I合晶體(4)及所述第二四段式鍵合晶體(9)，其采用四段式鍵合設(shè)計(jì)，最前段和最后段為不摻雜的磷酸玻璃，這兩段可以增大摻雜區(qū)的散熱面積，加快激光增益介質(zhì)散熱速度，減弱中間段摻雜區(qū)的熱透鏡效應(yīng)，降低熱應(yīng)力，保證激光增益介質(zhì)能穩(wěn)定地輸出高能量高重頻的1535nm激光；其中間段使用Yb³⁺/Er³⁺共摻磷酸玻璃作為激光增益介質(zhì)，有效提高泵浦光的利用率；其鍵合晶體兩端面作為激光的諧振腔，激光器的穩(wěn)定性、可靠性高，抗沖擊振動(dòng)能力強(qiáng)；且使用偏振合束技術(shù)將兩束1535nm波長(zhǎng)激光合到一起既可保證高的單脈沖能量輸出，又可以將重復(fù)頻率提高一倍，即平均功率提升一倍。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種人眼安全微片激光器。

背景技術(shù)

波長(zhǎng)為1.5μm的被動(dòng)調(diào)Q微片激光器具備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、抗沖擊振動(dòng)能力強(qiáng)、可適應(yīng)高低溫環(huán)境工作、光束質(zhì)量高、人眼安全等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于激光測(cè)距、激光雷達(dá)、生物醫(yī)學(xué)、軍工等領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用中心波長(zhǎng)為940nm的LD激光去泵浦摻Er³⁺的磷酸玻璃增益介質(zhì)，再用Co²⁺:MgAL₂O₄作為被動(dòng)調(diào)Q晶體實(shí)現(xiàn)納秒脈寬1535nm波長(zhǎng)激光輸出。但是由于摻雜Er³⁺的磷酸玻璃增益介質(zhì)對(duì)泵浦光吸收弱，不能充分將泵浦光轉(zhuǎn)化為1535nm波長(zhǎng)激光；且940nm泵浦光轉(zhuǎn)化為1535nm激光的過(guò)程中量子虧損大，高能量1535nm激光輸出時(shí)晶體中會(huì)產(chǎn)生較多熱量，限制了激光器不能在高重頻下運(yùn)轉(zhuǎn)，通常工作在10Hz以下，平均輸出功率低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷提供一種激光增益介質(zhì)能穩(wěn)定地輸出高能量高重頻的1535nm激光的人眼安全微片激光器。

為解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)采用下述技術(shù)方案：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N人眼安全微片激光器，包括：第一LD泵浦源(1)、第一準(zhǔn)直透鏡(2)、第一聚焦透鏡(3)、第一四段式鍵合晶體(4)、偏振片(5)、第二LD泵浦源(6)、第二準(zhǔn)直透鏡(7)、第二聚焦透鏡(8)、第二四段式鍵合晶體(9)及二分之一波片(10)，所述第一四段式鍵合晶體(4)及所述第二四段式鍵合晶體(9)結(jié)構(gòu)相同，均可形成激光振蕩的諧振腔，且包括從左到右共四段，第一段和第四段為不摻雜的磷酸玻璃，第二段為Yb³⁺/Er³⁺共摻磷酸玻璃，第三段為Co²⁺:MgAL₂O₄晶體；其中：

所述第一LD泵浦源(1)出射的第一泵浦光入射進(jìn)入所述第一準(zhǔn)直透鏡(2)，所述第一準(zhǔn)直透鏡(2)將入射的所述第一泵浦光的波長(zhǎng)光的發(fā)散角進(jìn)行壓縮使所述第一泵浦光的波長(zhǎng)光束變成第一近似平行光，所述第一近似平行光經(jīng)所述第一聚焦透鏡(3)后形成第一匯聚光束，所述第一匯聚光束的焦點(diǎn)聚焦于所述第一四段式鍵合晶體(4)的中心，并形成激光振蕩的諧振腔；所述第二LD泵浦源(6)出射的第二泵浦光入射進(jìn)入所述第二準(zhǔn)直透鏡(7)，所述第二準(zhǔn)直透鏡(7)將入射的所述第二泵浦光的波長(zhǎng)光的發(fā)散角進(jìn)行壓縮使所述第二泵浦光的波長(zhǎng)光束變成第二近似平行光，所述第二近似平行光經(jīng)所述第二聚焦透鏡(8)后形成第二匯聚光束，所述第二匯聚光束的焦點(diǎn)聚焦于所述第二四段式鍵合晶體(9)的中心，并形成激光振蕩的諧振腔；

經(jīng)所述第一四段式鍵合晶體(4)產(chǎn)生的光束透射所述偏振片(5)，經(jīng)所述第二四段式鍵合晶體(9)產(chǎn)生的光束進(jìn)入所述二分之一波片(10)，經(jīng)所述二分之一波片(10)后偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，再經(jīng)所述偏振片(5)反射，使得兩束激光整合成一束激光。

在其中一些實(shí)施例中，所述第一LD泵浦源(1)及第二LD泵浦源(6)用于提供940nm波長(zhǎng)泵浦光。