[发明专利]一种用于大能量固体染料激光器增益介质的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种医用激光器增益介质，具体为一种长寿命的用于大能量固体染料激光器的增益介质及其制作方法。

背景技术

585nm波段处于血红蛋白的吸收峰，该波段脉冲激光选择性作用于血红蛋白，其已成为治疗微静脉畸形、毛细血管扩张症等血管性疾病的首选方法。染料激光具有可调谐范围宽的优点，使用不同的染料可以很容易覆盖从紫外到红外的波段，因此大能量的585nm激光输出一般采用激光染料作为增益介质。早期的染料激光器均使用液态染料，其具有输出的激光光束质量好，染料溶液便于冷却，从而可以大能量高重频运转等优点。但是液态染料激光器也有很大的缺陷：液态染料对人体有毒且易燃；循环冷却系统很大，且设计复杂；掺杂在溶液中的染料在激光作用下易退化降解，降低了寿命，且定期更换染料溶液、清洗循环系统，使用和维护成本较高。

将染料掺杂进固体基质中，较好的克服了液态染料的上述缺点，这样的固态染料激光器具有全固化、小型化、无毒、成本和维护费用低等优点，具有很强的产业化潜力。然而现有的固体染料激光器都是采用简单的端面泵浦结构，仍然存在一定的不足：1.在大能量高重频运转方式下，染料分子长时间存在的瞬态吸收逐渐建立，从而逐渐降低激光器输出效率，缩短固体染料寿命；2. 简单泵浦方式固体染料受光面积不够大，对大泵浦能量，泵浦光能量密度很高，影响固体激光染料的寿命；3. 大能量泵浦下固体染料中的热累积，导致激光器效率降低，光束质量下降，寿命缩短。

发明内容

本发明的目的是设计一种长寿命高效率的医用脉冲式大能量固体染料激光增益介质。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于大能量固体染料激光器的增益系统，包括激光发射源、光学系统和染料激光增益系统，其中激光发射源包括发射台架，固定于发射台架底部的泵浦源，所述泵浦源发出的532nm激光束经由光学系统均匀照射在染料激光增益系统上，所述染料激光增益系统包括多头旋转盘，多头旋转盘上固定安装有至少一个旋转头，增益介质内嵌于所述旋转头上，且可随多头旋转盘的旋转进行选择和固定。所述光学系统包括45°全反镜、扩束镜和柱面镜，所述柱面镜由平凹柱面镜和平凸柱面镜组成，所述泵浦源发出的光束经由45°全反镜反射进入扩束镜后，依次经过平凹柱面镜和平凸柱面镜，所述光学系统的输出光束均匀照射在所述增益介质侧面。

所述多头旋转盘可进行周向旋转并固定，来调节旋转头的固定位置，内嵌于旋转头的增益介质分为两层，内层为掺杂有激光染料的固体染料基质，外层为没有掺杂的纯固体染料基质，所述基质为溶胶凝胶玻璃，所述激光染料为Rhodamine 6G，PM597或者perylene orange染料中的任意一种。

所述染料激光增益系统还包括一0°全反镜和一输出镜，所述0°全反镜和输出镜组成谐振腔，在谐振腔内置所述增益介质，0°全反镜和输出镜分别位于增益介质两侧，由泵浦源输出的激光束依次经过光学系统的45°全反镜、扩束镜、柱面镜，进入所述谐振腔内，打在增益介质上，利用增益介质的大面积的侧面对进入谐振腔内的光束进行增益和转换，并由所述输出镜输出。

所述染料激光增益系统还包括制冷装置，所述制冷装置位于所述多头旋转盘上的旋转头的底部，且可随所述旋转头更换使用，所述增益介质的侧面与所述制冷装置通过接合部件紧密连接。所述制冷装置采用TE制冷装置或磁制冷装置中的任意一种。所述接合部件具有大的剪切弹性模数，具体地说，所述接合部件由导热硅胶等金属类接合材料或环氧树脂等具有刚性的材料构成。

所述用于大能量固体染料激光器的增益系统进行增益的方法如下：

在发射台架底部固定好泵浦源，选择使用的旋转头，调整多头旋转盘的旋转头在染料激光增益系统中的位置，使内嵌于其上的增益介质固定在谐振腔内；

调节光学系统的位置，保证泵浦源发出的光束经由光学系统均匀照射在所述增益介质侧面，由工作人员手动调节发射台架的固定位置，使光束经过45°全反镜反射后水平入射，经谐振腔的输出镜垂直输出；

启动制冷装置至规定温度，由温度检测探头采集并记录增益介质工作时温度的变化，在大能量泵浦源下的固体染料中的热积累影响到输出光束的质量时，由报警器发出警报，告知工作人员，由工作人员旋转多头旋转盘，选择备用旋转头，并调整内嵌于其上的增益介质固定在谐振腔内继续工作。

所述增益介质与制冷装置紧密连接的侧面镀有532nm波段反射率大于99%的介质膜，另一侧面镀有532nm波段透射率大于99%的介质膜。

所述的用于大能量固体染料激光器的增益介质的制作方法如下：