[发明专利]一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构

说明书

技术领域

本发明涉及激光器领域，具体是一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构。

背景技术

2.79μm波长的YSGG铒激光在生物医疗、科研、军事等领域有着重要的应用。由于水和羟基磷灰石对该波长激光的有效吸收，可将其用于眼角膜、牙齿和骨骼等组织的精准切削或消融，纳秒级的窄脉冲能极大地减小激光对周围组织的热损伤，并提高切削精度，是一种精准切削或消融的理想医用激光源。此外，高峰值功率、高脉冲能量的2.79μm脉冲激光还能用作光学参量振荡器的泵浦源，以获得足够强的3-12μm的中红外激光，在远距离大气探测、毒气检测、光电对抗等领域有着重要的应用。因此，发展2.79μm窄脉冲、高能量的激光技术和激光器具有重要的应用价值。

纳秒脉冲激光需要通过调Q技术来实现，2.79μm波长激光调Q主要有电光调Q、声光调Q、FTIR调Q、饱和吸收体调Q等方法。在精确操控和探测应用领域的高能量激光器中，电光Q开关凭借其效率高、开关速度快、稳定可控等优势发挥着不可替代的作用。合适的红外电光晶体是Q开关的关键，优良的Q开关晶体在工作波长应该具有透光性好、损伤阈值高、物化性能稳定、不易潮解等特点。科学家已经研制出几种优良性能2-3μm近红外电光晶体，由于铌酸锂晶体(LN)的电光系数大，所需的四分之一波电压小。

以往闪光灯泵浦系统存在热效应严重，转换效率低，难以获得高重频高能量的激光输出的问题，无法满足需求。

发明内容本发明的目的是提供一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，以解决现有技术闪光灯泵浦系统存在热效应严重、转换效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，其特征在于：包括周围环绕有半导体泵浦模块的激光棒，激光棒前端前方设有输出腔片，还包括激光电源、退压调Q高压模块、两组调Q晶体、起偏器，所述调Q晶体为长方体状的铌酸锂晶体，铌酸锂晶体经X-Y-Z方向切割形成LN电光的调Q晶体，且调Q晶体的X轴方向加电场、沿Z轴方向通光，其中第一组调Q晶体的Z轴与激光棒中心轴同轴，第一组调Q晶体的前端与激光棒后端相对，且第一组调Q晶体的后端后方设有全反腔片，所述起偏器设在激光棒后端与第一组调Q晶体前端之间，第二组调Q晶体设置在起偏器一侧，且第二组调Q晶体Z轴一端倾斜对准起偏器，第二组调Q晶体Z轴另一端外亦设有全反腔片，由两组调Q晶体和起偏器构成电光Q开关，两组调Q晶体分别与退压调Q高压模块连接，由退压调Q高压模块分别向两组调Q晶体施加电场，所述激光电源分别供电至退压调Q高压模块、半导体泵浦模块；

激光电源向半导体泵浦模块提供能量，半导体泵浦模块产生泵浦光，泵浦光进入激光棒内进行泵浦产生高脉冲激光，在激光棒前端高脉冲激光经过输出腔片出射，在激光棒后端高脉冲激光经过电光调Q开关调Q后，再经过全反腔片反射后依次经过激光棒、输出腔片出射。

所述的一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，其特征在于：还包括激光水冷系统，所述激光水冷系统分别通过管路与激光棒、半导体泵浦模块连接，所述激光电源供电至激光水冷系统，由激光水冷系统向激光棒、半导体泵浦模块提供恒温冷却水。

所述的一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，其特征在于：所述激光棒采用Er:YSGG激光晶体，激光棒的前、后端端面分别镀2.79μm增透膜。

所述的一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，其特征在于：所述全反腔片的朝向激光棒前端的一面镀2.79μm全反膜，输出腔片的朝向激光棒前端的一面镀80%反射膜，输出腔片的朝向激光棒后端的一面镀2.79μm增透膜。

所述的一种用于2.79μm有效补偿热退偏效应的激光器结构，其特征在于：所述调Q晶体的两Y-Z面分别镀金作为电极，保证了电场的均匀性，调Q晶体的双X-Y面分别镀2.79μm增透膜。

本发明采用的半导体泵浦Er:YSGG晶体将大大减小激光器的热效应，提高转换效率和重复频率，可获得高能量和高光束质量的2.79μm激光输出。

本发明优点为：

（1）本发明采用半导体侧面泵浦电光调QEr:YSGG激光，产生脉冲激光。利用半导体泵浦系统以获得高脉冲能量激光，在调Q模式下有利于获得高重频、高能量、窄脉宽的调Q激光。