[發明專利]一種端面泵浦的Co:LMA被動調Q脈沖Nd:GGG激光器

在審

• 申請號: 202210175546.5
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114597757A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 尚新新;張華年;孫碩;張晗;盛偉涵;楊富豪
• 申請（專利權）人: 山東森格姆德激光科技有限公司
• 主分類號: H01S3/106
• 分類號: H01S3/106;H01S3/094;H01S3/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種端面泵浦的Co:LMA被動調Q脈沖Nd:GGG激光器，包括泵浦光源、聚焦耦合系統、諧振腔、Nd:GGG晶體和Co:LMA可飽和吸收體組成，諧振腔由輸入鏡M1和輸出鏡M2組成；沿著泵浦光的輸出方向，依次放置聚焦耦合系統、輸入鏡M1、Nd:GGG晶體、Co:LMA可飽和吸收體、輸出鏡M2；所述輸入鏡M1、Nd:GGG晶體、Co:LMA可飽和吸收體和輸出鏡M2的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的傳播方向；本發明所述激光器以Nd:GGG晶體做為激光增益介質，實現了中心波長為1423.4nm的人眼安全激光輸出，在泵浦功率為18.7W的情況下，最大平均輸出功率為627mW，對應的光轉換效率為3.35％，斜率效率為5.1％；隨著泵浦功率從6.3W增加到18.7W，脈沖重復頻率從4.1kHz到35kHz；在最大泵浦功率為18.7W時，最小脈沖寬度為102ns，脈沖重復頻率為35kHz。

技術領域

本發明屬于固體激光器技術領域，具體涉及一種端面泵浦的Co:LMA被動調Q脈沖Nd:GGG激光器。

背景技術

摻Nd離子激光增益介質被廣泛用在全固態激光器中，目前，針對摻Nd³⁺離子激光增益介質如Nd:YAG單晶、Nd:YAG陶瓷、Nd:YVO₄、Nd:GdVO₄、和Nd:GGG等的的研究主要集中在0.9，1.06和1.3μm波段，除了上述幾個常用波段外，1.4μm同樣是摻Nd³⁺離子固體激光器的一個重要躍遷波段。水在1.4μm左右的吸收系數遠遠的大于水在0.9，1.06和1.3μm波段的吸收系數。由于波長在1.4μm波段的激光更容易被水吸收，所以當該波段的激光入射到眼部的時候，大部分的激光會被水吸收,從而使得激光對視網膜的損傷閾值功率較高,因而波長在1.4μm波段的激光具有人眼安全特性。正是由于具有這種人眼安全特性，使得波長1.4μm波段的激光在一些特殊的科學領域如激光眼科學、體外科學、激光雷達等領域具有廣泛的應用。

與主動調Q技術相比，被動調Q技術簡單、方便，因為它需要最小的光學元件，而不需要外部驅動器件。由于Co:LMA的吸收光譜排列在1100～1600nm，以及其1444nm波長下所具有得優異的物理和光學性能，Co:LMA被認為是一種潛在的工作在1.4μm左右的調Q激光器的可飽和吸收體。使用Co:LMA作為可飽和吸收體的1.4μm激光器的發展具有很好發展前景。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種端面泵浦的Co:LMA被動調Q脈沖Nd:GGG激光器解決了背景技術中提到的問題。

一種端面泵浦的Co:LMA被動調Q脈沖Nd:GGG激光器，括泵浦光源、聚焦耦合系統、諧振腔、Nd:GGG晶體和Co:LMA可飽和吸收體組成，諧振腔由輸入鏡M1和輸出鏡M2組成；沿著泵浦光的輸出方向，依次放置聚焦耦合系統、輸入鏡M1、Nd:GGG晶體、Co:LMA可飽和吸收體、輸出鏡M2；所述輸入鏡M1、Nd:GGG晶體、Co:LMA可飽和吸收體和輸出鏡M2的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的傳播方向；泵浦光源發射的泵浦光通過聚焦耦合系統后，進入到諧振腔的輸入鏡M1，再入射到Nd:GGG晶體完成激光的增益過程，后經Co:LMA可飽和吸收體的飽和吸收后，將腔內雜亂的連續光調制成有序的超短脈沖光，產生的參量光在諧振腔內振蕩從而使能量放大，從輸出鏡M2輸出激光。

本發明所述激光器以Nd:GGG做為激光增益介質，實現了中心波長為1423.4nm的人眼安全激光輸出，在泵浦功率為18.7W的情況下，最大平均輸出功率為627mW，對應的光轉換效率為3.35％，斜率效率為5.1％；隨著泵浦功率從6.3W增加到18.7W，脈沖重復頻率從4.1kHz增加到35kHz；在最大泵浦功率為18.7W時，最小脈沖寬度為102ns，脈沖重復頻率為35kHz。

所述泵浦光源采用808nm光纖耦合連續光輸出的二極管激光器，芯徑為400μm，數值孔徑為0.22。