一種用于2.79μm有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，具體是一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]2.79 μπι波長(zhǎng)的YSGG鉺激光在生物醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。由于水和羥基磷灰石對(duì)該波長(zhǎng)激光的有效吸收，可將其用于眼角膜、牙齒和骨骼等組織的精準(zhǔn)切削或消融，納秒級(jí)的窄脈沖能極大地減小激光對(duì)周?chē)M織的熱損傷，并提高切削精度，是一種精準(zhǔn)切削或消融的理想醫(yī)用激光源。此外，高峰值功率、高脈沖能量的2.79 μπι脈沖激光還能用作光學(xué)參量振蕩器的栗浦源，以獲得足夠強(qiáng)的3-12 μπι的中紅外激光，在遠(yuǎn)距離大氣探測(cè)、毒氣檢測(cè)、光電對(duì)抗等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，發(fā)展2.79 μ m窄脈沖、高能量的激光技術(shù)和激光器具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]以往的閃光燈栗浦系統(tǒng)存在熱效應(yīng)嚴(yán)重，轉(zhuǎn)換效率低，難以獲得高重頻高能量的激光輸出的問(wèn)題，無(wú)法滿(mǎn)足需求。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)閃光燈栗浦系統(tǒng)存在的熱效應(yīng)嚴(yán)重、轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種用于2.79 μπι有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括周?chē)h(huán)繞有半導(dǎo)體栗浦模塊的激光棒，激光棒前、后端端面分別研磨為具有一定曲率的曲面，且激光棒前、后端端面上分別鍍有2.79 μπι增透膜，激光棒前端前方設(shè)有輸出腔片，激光棒后端后方設(shè)有全反腔片，還包括激光電源、激光水冷卻系統(tǒng)，激光電源供電至半導(dǎo)體栗浦模塊、激光水冷卻系統(tǒng)，激光水冷系統(tǒng)分別通過(guò)管路與激光棒、半導(dǎo)體栗浦模塊連接；激光電源向半導(dǎo)體栗浦模塊提供能量，半導(dǎo)體栗浦模塊產(chǎn)生栗浦光，栗浦光進(jìn)入激光棒內(nèi)對(duì)激光棒栗浦獲得高能量脈沖激光，在激光棒前端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)輸出腔片出射，在激光棒后端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)全反腔片反射后，再經(jīng)過(guò)激光棒、輸出腔片出射，所述激光水冷系統(tǒng)向半導(dǎo)體栗浦模塊、激光棒提供恒溫冷卻水。
[0006]所述的一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述全反腔片平行于激光棒后端端面，輸出腔片平行于激光棒前端端面。
[0007]所述的一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述全反腔片的朝向激光棒前端的一面鍍2.79 μπι全反膜，輸出腔片的朝向激光棒前端的一面鍍80%反射膜，輸出腔片的朝向激光棒后端的一面鍍2.79 μ m增透膜。
[0008]所述的一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述激光棒采用Er: YSGG激光晶體。
[0009]本發(fā)明采用的半導(dǎo)體栗浦Er:YSGG激光晶體。將大大減小激光器的熱效應(yīng)，并通過(guò)在Er:YSGG激光晶體兩端面研磨一定曲率的曲面以補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)，提高轉(zhuǎn)換效率和重復(fù)頻率，可獲得高能量和高光束質(zhì)量的2.79 μπι激光輸出本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:
(1)本發(fā)明采用半導(dǎo)體側(cè)面栗浦電光調(diào)Q Er:YSGG激光，產(chǎn)生脈沖激光。利用半導(dǎo)體栗浦系統(tǒng)以獲得高脈沖能量激光，有利于獲得高重頻、高能量的激光輸出。
[0010](2)本發(fā)明中通過(guò)在Er:YSGG晶體兩端面研磨一定曲率的曲面以補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)。
[0011](3)本發(fā)明中水冷系統(tǒng)的循環(huán)回路中優(yōu)選串接去離子凈化過(guò)濾器，保證了水冷卻部件冷卻溫度的穩(wěn)定性。
[0012](4)本發(fā)明采用半導(dǎo)體栗浦Er:YSGG，將大大減小激光器的熱效應(yīng)，提高轉(zhuǎn)換效率和重復(fù)頻率，可獲得高能量和高光束質(zhì)量的2.79 μπι激光輸出。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見(jiàn)圖1所示，一種用于2.79 μπι有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，包括周?chē)h(huán)繞有半導(dǎo)體栗浦模塊2的激光棒3，激光棒3前、后端端面分別研磨為具有一定曲率的曲面，且激光棒3前、后端端面上分別鍍有2.79 μπι增透膜，激光棒3前端前方設(shè)有輸出腔片4，激光棒3后端后方設(shè)有全反腔片1，還包括激光電源5、激光水冷卻系統(tǒng)6，激光電源5供電至半導(dǎo)體栗浦模塊2、激光水冷卻系統(tǒng)6，激光水冷系統(tǒng)6分別通過(guò)管路與激光棒3、半導(dǎo)體栗浦模2塊連接；激光電源5向半導(dǎo)體栗浦模塊2提供能量，半導(dǎo)體栗浦模塊2產(chǎn)生栗浦光，栗浦光進(jìn)入激光棒3內(nèi)對(duì)激光棒3栗浦獲得高能量脈沖激光，在激光棒3前端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)輸出腔片4出射，在激光棒3后端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)全反腔片1反射后，再經(jīng)過(guò)激光棒3、輸出腔片4出射，激光水冷系統(tǒng)6向半導(dǎo)體栗浦模塊2、激光棒3提供恒溫冷卻水。
[0015]全反腔片1平行于激光棒3后端端面，輸出腔片4平行于激光棒3前端端面。
[0016]全反腔片1的朝向激光棒前端的一面鍍2.79 μπι全反膜，輸出腔片4的朝向激光棒前端的一面鍍80%反射膜，輸出腔片4的朝向激光棒后端的一面鍍2.79 μ m增透膜。
[0017]激光棒3采用Er: YSGG激光晶體。
[0018]本發(fā)明由全反腔片1、半導(dǎo)體栗浦模塊2、激光棒3、輸出腔片4、激光電源5和激光水冷系統(tǒng)6構(gòu)成。
[0019]半導(dǎo)體栗浦模塊2環(huán)繞在激光棒3周?chē)雽?dǎo)體栗浦模塊2通過(guò)激光電源6提供能量發(fā)光，產(chǎn)生的光栗浦光對(duì)準(zhǔn)激光棒3發(fā)射以便最大限度的進(jìn)入激光棒3內(nèi)對(duì)激光棒3進(jìn)行栗浦；激光水冷系統(tǒng)6與激光棒3和半導(dǎo)體栗浦模塊2相連接，為激光棒3和半導(dǎo)體栗浦模塊2提供恒溫冷卻作用；激光電源5為半導(dǎo)體栗浦模塊2提供能量并同時(shí)控制水冷系統(tǒng)6進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。
[0020]全反腔片1和輸出腔片4平行于激光棒3端面放置，全反腔片1和輸出腔片4的基片材料均為白寶石(A1203)等材料制作的鏡片，其中全反腔片1的單面鍍2.79μπι全反膜，輸出腔片4的雙面分別鍍2.79 μ m增透膜和80%反射膜。激光棒3采用Er: YSGG激光晶體，激光棒3的兩端面鍍2.79 μ m增透膜，并通過(guò)在Er: YSGG晶體兩端面研磨一定曲率的曲面以補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)，提高轉(zhuǎn)換效率和重復(fù)頻率，以獲得高能量和高光束質(zhì)量的2.79 μπι激光輸出。激光器使用半導(dǎo)體栗浦模塊2進(jìn)行栗浦。激光棒3放置在半導(dǎo)體栗浦模塊2內(nèi)用恒溫循環(huán)水進(jìn)行冷卻，激光水冷系統(tǒng)6設(shè)計(jì)采用較大的水流量以保證有較高冷卻效率，從而獲得均勻的光斑和較高的輸出能量。
[0021]對(duì)上述優(yōu)化后，本發(fā)明可以在1-50ΗΖ重復(fù)頻率下工作，實(shí)現(xiàn)高能量的激光輸出。
[0022]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0023]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的結(jié)構(gòu)裝置進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于2.79 μ m有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括周?chē)h(huán)繞有半導(dǎo)體栗浦模塊的激光棒，激光棒前、后端端面分別研磨為具有一定曲率的曲面，且激光棒前、后端端面上分別鍍有2.79 μπι增透膜，激光棒前端前方設(shè)有輸出腔片，激光棒后端后方設(shè)有全反腔片，還包括激光電源、激光水冷卻系統(tǒng)，激光電源供電至半導(dǎo)體栗浦模塊、激光水冷卻系統(tǒng)，激光水冷系統(tǒng)分別通過(guò)管路與激光棒、半導(dǎo)體栗浦模塊連接；激光電源向半導(dǎo)體栗浦模塊提供能量，半導(dǎo)體栗浦模塊產(chǎn)生栗浦光，栗浦光進(jìn)入激光棒內(nèi)對(duì)激光棒栗浦獲得高能量脈沖激光，在激光棒前端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)輸出腔片出射，在激光棒后端高能量脈沖激光經(jīng)過(guò)全反腔片反射后，再經(jīng)過(guò)激光棒、輸出腔片出射，所述激光水冷系統(tǒng)向半導(dǎo)體栗浦模塊、激光棒提供恒溫冷卻水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于2.79 μπι有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述全反腔片平行于激光棒后端端面，輸出腔片平行于激光棒前端端面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于2.79 μπι有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述全反腔片的朝向激光棒前端的一面鍍2.79 μπι全反膜，輸出腔片的朝向激光棒前端的一面鍍80%反射膜，輸出腔片的朝向激光棒后端的一面鍍2.79 μπι增透膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于2.79 μπι有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述激光棒采用Er:YSGG激光晶體。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于2.79μm有效補(bǔ)償熱透鏡效應(yīng)的激光器結(jié)構(gòu)，包括：全反腔片、半導(dǎo)體泵浦模塊、激光棒、輸出腔片、激光電源和激光水冷系統(tǒng)。激光棒和放置在半導(dǎo)體泵浦模塊內(nèi)，半導(dǎo)體泵浦模塊通過(guò)激光電源提供能量發(fā)光，產(chǎn)生的光泵浦光對(duì)準(zhǔn)激光棒發(fā)射以便最大限度的進(jìn)入激光棒內(nèi)對(duì)激光棒進(jìn)行泵浦；激光水冷系統(tǒng)與激光棒和半導(dǎo)體泵浦模塊相連接，為激光棒和半導(dǎo)體泵浦模塊提供恒溫冷卻作用；激光電源為半導(dǎo)體泵浦模塊提供能量并同時(shí)控制水冷系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作；根據(jù)熱透鏡隨泵浦功率的變化關(guān)系，在晶體棒兩端面研磨一定曲率的曲面。
【IPC分類(lèi)】H01S3/042, H01S3/0941, H01S3/16, H01S3/115
【公開(kāi)號(hào)】CN105322430
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510808622
【發(fā)明人】王金濤, 程庭清, 王禮, 邢庭倫, 胡舒武, 崔慶哲, 吳先友, 江海河
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日