[发明专利]采用掺二价钴透明玻璃陶瓷Q开关的铒玻璃激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光器技术领域，尤其是涉及一种采用掺二价钴透明玻璃陶瓷Q开关的铒玻璃激光器。

背景技术

铒激光器的1.54μm波段的激光发射处于人眼安全范围，同时匹配光通信窗口，并处于大气红外窗口，该波段脉宽为几十ns的高峰值功率调Q脉冲在激光告警、激光指示、激光测距、风速测量、激光雷达、材料分析以及激光医疗等领域具有重要作用。与机械、电光和声光调Q等主动方式相比，被动调Q不需要外部电控制等其它附件，更容易被集成到激光器系统中，因而可以使全固态激光器件结构更紧凑、更简单、成本更低。适合1.54μm波段的可饱和吸收离子主要有Co²⁺离子、U²⁺离子和Cr²⁺离子，一些单晶材料如U²⁺:SrF2和CaF2，Co²⁺:YAG、YSGG、ZnSe、ZnS、LaMgAl₁₁O₁₉(LMA)和MgAl₂O₄(MALO)，Cr²⁺:ZnSe和ZnS等均已成功实现了被动调Q。其中，掺Co²⁺尖晶石是目前调Q性能较优异的材料。但由于单晶生长方式的影响，Co²⁺离子的分布存在梯度，在同一材料中差异可达两倍，不能满足激光雷达等高脉冲能量需要较大光束截面的应用要求，此外单晶材料的制备成本高昂。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术现状，提供一种采用掺二价钴透明玻璃陶瓷Q开关的铒玻璃激光器，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种采用掺二价钴透明玻璃陶瓷Q开关的铒玻璃激光器，包括聚光腔和被动Q开关，所述的聚光腔内设有泵浦氙灯和铒玻璃激光棒，其特点是所述的被动Q开关是掺Co²⁺透明玻璃陶瓷制成的。

所述的掺Co²⁺透明玻璃陶瓷厚度为0.5～20mm。

所述的掺Co²⁺透明玻璃陶瓷与所述的铒玻璃激光棒之间的端面通过粘合胶连接。

所述的掺Co²⁺透明玻璃陶瓷，Co²⁺离子激发态寿命为100～500ns，Co²⁺离子基态吸收截面比所述的铒玻璃激光棒Er³⁺离子的受激发射截面大一个数量级。

本发明采用掺二价钴透明玻璃陶瓷Q开关的铒玻璃激光器，与掺Co²⁺单晶材料相比，所述的掺Co²⁺透明玻璃陶瓷具有Co²⁺离子分布更均匀、制备更简单、成本更低、热机械性质更好等优点。尤其是所述的掺Co²⁺透明玻璃陶瓷热膨胀系数与所述的铒玻璃激光棒接近，因此两者可以通过粘合胶连接，使铒玻璃激光器的结构更紧凑。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例一：如图1所示，一种采用掺二价钴透明玻璃陶瓷被动Q开关的铒玻璃激光器，包括聚光腔1和被动Q开关4，聚光腔1内设有泵浦氙灯2和铒玻璃激光棒3，铒玻璃激光棒3中Er³⁺离子的受激发射截面为(0.6-0.8)×10^-20cm²；被动Q开关4是由经玻璃熔制、退火和热处理三个过程后获得的掺Co²⁺硅酸盐透明玻璃陶瓷制成的，该掺Co²⁺硅酸盐透明玻璃陶瓷的初始组分的摩尔百分比(mol％)为：10-25MgO，15-25Al₂O₃，45-65SiO₂，采用TiO₂作为成核剂，CoO的掺杂浓度为0.01-6.0mol％，被动Q开关4的厚度为0.5-20mm，Co²⁺离子基态吸收截面为(3-5.5)×10^-19cm²，比铒玻璃激光棒3中Er³⁺离子的受激发射截面大一个数量级，Co²⁺离子激发态寿命为100-500ns。