專利名稱：雙脈寬輸出激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光設(shè)備，尤其涉及一種雙脈寬輸出激光器。
背景技術(shù)：
目前，激光作為治療儀器在醫(yī)學(xué)上已經(jīng)得到了廣泛使用，短脈沖寬度調(diào)Q YAG 激光在祛斑、美容方面已經(jīng)得到了很好的效果。長脈沖寬度YAG激光在嫩膚、 脫毛、治療血管性病變方面的療效也得到了認(rèn)可。
通常，短脈沖寬度YAG激光利用電光調(diào)Q技術(shù)實(shí)現(xiàn)短脈寬、高峰值功率的 激光輸出，而長脈沖寬度YAG激光因不使用調(diào)Q技術(shù)，輸出則為長脈寬的脈沖 激光。要同時實(shí)現(xiàn)這兩種激光工作模式的輸出一般需要兩臺激光設(shè)備；或者在 同一臺激光設(shè)備中加設(shè)傳動機(jī)械裝置，根據(jù)需要將執(zhí)行電光調(diào)Q的部件(如 pockels盒和波片)移進(jìn)或者移出激光發(fā)生光路，從而達(dá)到切換兩種激光工作模 式的目的。但是上述兩種設(shè)計(jì)方法的缺點(diǎn)也是顯而易見的采用兩臺激光設(shè)備 雖然簡單可行但浪費(fèi)設(shè)備資源；而一般釆用的移動電光調(diào)Q部件的方式，其缺 點(diǎn)在于電光調(diào)Q部件體積較大，如果要移動電光調(diào)Q部件必須預(yù)留一個比較大 的空間，而且移動裝置必須具備有高精度的定位功能才能保證穩(wěn)定地工作，這 樣就會使整套激光設(shè)備變得結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積偏大；而電光調(diào)Q部件是激光發(fā)生 裝置的光學(xué)關(guān)鍵部件，它是一個精密元件，其在工作中對角度比較敏感，經(jīng)常 移動則容易造成角度偏差，從而影響激光器的工作效率。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有單機(jī)激光器存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡 單，工作穩(wěn)定的雙脈寬輸出激光器，其輸出長脈沖寬度YAG激光和短脈沖寬度 調(diào)QYAG激光，其中長脈沖寬度YAG激光的輸出脈寬在50w以上，短脈沖寬度 調(diào)Q YAG激光的輸出脈寬范圍在5 ~ 100ns之間。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的雙脈寬輸出激光器，包括高斯輸出鏡、聚光腔、氙燈、激光晶體、偏振片、入/4波片、pockels盒、全反射鏡以 及脈沖驅(qū)動電路，所述的pockels盒固定設(shè)置于激光發(fā)生光路中；所述的脈沖 驅(qū)動電路包括長脈沖驅(qū)動電路和窄脈沖驅(qū)動電路，兩驅(qū)動電路的一端與pockels 盒的一端電連接，兩驅(qū)動電路的另一端通過切換開關(guān)與pockels盒的另一端電 連接。
所述的長脈沖驅(qū)動電路和窄脈沖驅(qū)動電路的輸出端連接在一起并與 pockels盒的一端電連接，兩驅(qū)動電路的輸入端分別和切換開關(guān)的兩個切換端點(diǎn) 電連接，切換開關(guān)的固定端與pockels盒的另一端電連接。
在窄脈沖激光模式下，系統(tǒng)發(fā)出指令，將驅(qū)動電路切換到窄脈沖驅(qū)動電路, 向Pockels盒加瞬間入/4波電壓脈沖，使激光系統(tǒng)工作在調(diào)Q模式.輸出脈寬 為5~100ns的短脈沖激光。
在長脈沖激光模式下，系統(tǒng)發(fā)出指令,將驅(qū)動電路切換到長脈沖驅(qū)動電路, 向Pockels盒加持續(xù)的入/2電壓,使激光系統(tǒng)工作在低損耗模式，從而激光產(chǎn)生 自由振蕩,輸出脈寬為50|lis以上的長脈沖激光。
本實(shí)用新型的雙脈寬輸出激光器在基本不改變單機(jī)體積的前提下通過優(yōu)化 電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到雙脈寬輸出，采用切換開關(guān)連接不同的驅(qū)動電路來控制激 光發(fā)生器在不同輸出工作模式間進(jìn)行切換，這樣既簡化了結(jié)構(gòu)、使其體積與單 工作模式的激光器相近似，又因采用了對pockels盒施加不同脈寬、不同強(qiáng)度 的脈沖電壓以達(dá)到不同脈寬的激光輸出的方式。其單機(jī)實(shí)現(xiàn)雙工作模式是在調(diào)Q 光學(xué)部件固定于激光發(fā)生光路的前提下實(shí)現(xiàn)的，也就避免了因移動光學(xué)部件造 成的偏差、效率下降和工作不穩(wěn)定等缺陷，實(shí)際搡作中，只要根據(jù)需要調(diào)節(jié)切 換開關(guān)，選擇不同的脈沖驅(qū)動電路就可以方便地得到不同脈寬的脈沖激光。


圖l是本實(shí)用新型雙脈寬輸出激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型輸出短脈寬調(diào)Q YAG激光時pockels盒上脈沖電壓周期變化 示意圖。
圖3是本實(shí)用新型輸出長脈寬YAG激光時pockels盒上外加恒定電壓示意圖。 圖4是本實(shí)用新型輸出長脈寬YAG激光時pockels盒上脈沖電壓周期變化示意 圖。
圖中1.高斯輸出鏡2.聚光腔3.偏振片4.入/4波片 5. pockels盒6.全反射鏡 7.窄脈沖驅(qū)動電路 8.長脈沖驅(qū)動電路 9.切換開關(guān) 10.氙燈 11.激光晶體
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明 如圖1示出了本實(shí)用新型的雙脈寬輸出激光器，包括高斯輸出鏡1、聚光腔 2、偏振片3、入/4波片4、 pockels盒5、全反射鏡6、窄脈沖驅(qū)動電路7、長 脈沖驅(qū)動電路8、切換開關(guān)9、氙燈IO、激光晶體ll;所述的pockels盒5固 定設(shè)置于激光發(fā)生光路中，pockels盒5的一端與切換開關(guān)9的固定點(diǎn)電連接， 切換開關(guān)9的兩切換點(diǎn)分別與窄脈沖驅(qū)動電路7和長脈沖驅(qū)動電路8的一端電 連接，兩驅(qū)動電路的另一端通過導(dǎo)線連接在一起之后再與pockels盒5的另一 端電連接。
使用時，如需切換激光輸出的脈沖寬度，只需調(diào)節(jié)切換開關(guān)9，開關(guān)接通不 同脈寬的脈沖驅(qū)動電路，在pockels盒5的兩端就會施加不同脈寬的脈沖電壓， 從而控制激光器輸出不同脈寬的脈沖激光。
圖2是本實(shí)用新型輸出短脈寬調(diào)Q YAG激光時pockels盒上脈沖電壓周期 變化示意圖。YAG晶體在氙燈10的光泵下發(fā)射自然光，通過偏振片3后，光東 變?yōu)檠豿方向的線偏振光，如果pockels盒5上未加電壓，線偏振光沿光軸通 過pockels盒5,其偏振狀態(tài)不發(fā)生變化，經(jīng)全反射鏡6后，再次無變化的通過 pockels盒5和偏振片3,電光調(diào)Q開關(guān)處于"打開"狀態(tài)，激光器處于高Q值 狀態(tài)；如果pockels盒5上外加入/4電壓，由于泡克爾斯效應(yīng)，當(dāng)沿x方向的 線偏振光通過pockels盒5后，經(jīng)全反射鏡6反射回來，再次經(jīng)過pockels盒5， 線偏振光的振動方向改變兀/2，線偏振光不能再通過偏振片3，電光調(diào)Q開關(guān)處 于"關(guān)閉"狀態(tài)，激光器處于低Q值狀態(tài)。如圖2中所示，在氙燈10剛開始光 泵浦時，系統(tǒng)控制切換開關(guān)9選擇窄脈沖驅(qū)動電路7,窄脈沖驅(qū)動電路7在 pockels盒5上產(chǎn)生高度為A/4的電壓，光東不能在諧振腔中通過，此時激光 器處于低Q值狀態(tài)，由于光泵的繼續(xù)激勵作用，上能級粒子數(shù)便迅速增加；經(jīng) 過一段時間后，待激光上能級粒子數(shù)積累到最大值時，窄脈沖驅(qū)動電路7在 pockels盒5上的電壓突然撤去，激光器瞬間處于高Q值狀態(tài)，產(chǎn)生雪崩式激光 振蕩，從而產(chǎn)生短脈寬調(diào)Q YAG激光。窄脈沖驅(qū)動電路7在pockels盒5上產(chǎn) 生的脈沖電壓寬度非常窄，即電光調(diào)Q開關(guān)從"關(guān)閉"到"打開"整個過程瞬 間完成，動作的持續(xù)時間比腔中光子的壽命短，所以可使激光脈沖功率達(dá)到極 高。窄脈沖驅(qū)動電路7在pockels盒上外加入/4電壓的是周期性的，周期時間比激光產(chǎn)生一次調(diào)Q激光脈沖長。
圖3是本實(shí)用新型輸出長脈寬YAG激光時pockels盒上外加恒定電壓示意 圖。在氙燈10剛開始泵浦時，系統(tǒng)控制切換開關(guān)9選擇長脈沖驅(qū)動電路8，長 脈沖驅(qū)動電路8在pockels盒上產(chǎn)生高度為X/4的恒定電壓，光東不能再通過 偏振片3，此時激光器處于低Q值狀態(tài)，由于外界激勵作用上能級粒子數(shù)在迅速 增加，形成自由振蕩，產(chǎn)生長脈寬YAG激光。長脈寬YAG激光的峰值功率比短 脈寬調(diào)Q YAG的低。雖然通過長脈沖驅(qū)動電路8給pockels盒5上加一恒定入 /4電壓可以產(chǎn)生長脈寬YAG激光，但是由于在整個激光產(chǎn)生過程中，pockels
盒5上一直保持入/4電壓，這將會縮短pockels盒5的使用壽命，因此，圖4 中介紹的是采用另外一種產(chǎn)生長脈寬YAG激光的方法。
圖4是本實(shí)用新型輸出長脈寬YAG激光時pockels盒上脈沖電壓周期變化 示意圖。圖3中所示的方法雖然可以產(chǎn)生長脈沖寬度YAG激光，但是會縮短 pockels盒5的使用壽命。下面將介紹一種改進(jìn)方法在氙燈剛開始光泵浦時， 系統(tǒng)控制切換開關(guān)9選擇長脈沖驅(qū)動電路8，長脈沖驅(qū)動電路8在pockels盒上 產(chǎn)生高度為入/4的電壓，光束不能再通過偏振片3,此時激光器處于低Q值狀 態(tài)，雖然由于外界激勵作用上能級粒子數(shù)在迅速增加，但此時光損耗大，振蕩 也就建立起來，形成一次長脈寬YAG激光脈沖。然后，長脈沖驅(qū)動電路8在 pockels盒5上所加電壓變?yōu)?,等到下一次光泵浦開始的時刻，再重復(fù)上述步 驟，給pockels盒5加壓。所以此時pockels盒上的電壓將是一個周期脈沖。 有效延長了 pockels盒5的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種雙脈寬輸出激光器，包括高斯輸出鏡、聚光腔、氙燈、激光晶體、偏振片、λ/4波片、pockels盒、全反射鏡以及脈沖驅(qū)動電路，其特征在于所述的pockels盒固定設(shè)置于激光發(fā)生光路中；所述的脈沖驅(qū)動電路包括長脈沖驅(qū)動電路和窄脈沖驅(qū)動電路，兩驅(qū)動電路的一端與pockels盒的一端電連接，兩驅(qū)動電路的另一端通過切換開關(guān)與pockels盒的另一端電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙脈寬輸出激光器，其特征在于所述的長脈沖驅(qū)動 電路和窄脈沖驅(qū)動電路的輸出端連接在一起并與pockels盒的一端電連接，定端與pockels盒的另 一端電連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙脈寬輸出激光器，包括高斯輸出鏡、聚光腔、氙燈、激光晶體、偏振片、λ/4波片、pockels盒、全反射鏡以及脈沖驅(qū)動電路，pockels盒固定設(shè)置于激光發(fā)生光路中；脈沖驅(qū)動電路包括長脈沖驅(qū)動電路和窄脈沖驅(qū)動電路，兩驅(qū)動電路的一端與pockels盒一端電連接，兩驅(qū)動電路的另一端通過切換開關(guān)與pockels盒另一端電連接。該激光器采用切換開關(guān)連接不同的驅(qū)動電路來控制激光發(fā)生器在不同輸出工作模式間進(jìn)行切換，不但簡化了結(jié)構(gòu)、使其體積與單工作模式激光器相近似，而且調(diào)Q光學(xué)部件固定于激光發(fā)生光路，避免了因移動光學(xué)部件造成的偏差、不穩(wěn)定等缺陷，操作中只需控制切換開關(guān)選擇不同的驅(qū)動電路就可以方便地得到不同脈寬的脈沖激光。
文檔編號H01S3/00GK201075571SQ20072007321
公開日2008年6月18日 申請日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者萬俊超, 任秋實(shí), 鑄 陳, 馬毓昭, 黃欣明 申請人:上海奧通激光技術(shù)有限公司