[发明专利]二极管泵浦激光器的无源Q开关

说明书

公开了一种激光器系统，包括：激光器腔；增益介质、泵浦、可饱和吸收体(SA)；第一镜和第二镜；其中激光光束在增益介质内的面积与激光光束在SA内的面积的比率大于1，并且其中光束在增益介质上产生增益介质半径斑，并且在可饱和吸收体上产生可饱和吸收体半径斑，使得增益介质上的增益介质半径斑与可饱和吸收体上的可饱和吸收体半径斑之间的比率在1.7‑7的范围内。还公开了一种使用例如用于产生脉冲能量的激光器系统的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年4月2日提交的以色列专利申请No.251520的优先权的权益。以上文件的内容通过引用整体并入本文，如同在此完整阐述。

技术领域

本发明涉及激光器Q开关领域。

背景技术

Q开关提供了激光测距、非线性研究、医学和其他重要应用所需的短时持续时间光脉冲。与使用电光或声光装置以及电子驱动电路的有源Q开关相比，使用固态可饱和吸收体Q开关的无源Q开关是经济、简单且实用的。与有源方式相比，无源Q开关所固有的优势在于其简单性、可靠性和经济性。

简言之，在低激光强度下，可饱和吸收体(“SA”)在激光波长下通常具有大约20％至50％的高吸收率。激光光线的吸收引起SA的“漂白”(吸收率降低)，这导致激光光线的强度增加。这个过程持续到SA被完全漂白为止。因此，SA用作快门，并且激光器发射通常大约20-80纳秒(“ns”)(10^-9s)的Q开关脉冲，并且取决于激光谐振体的设计，例如，两个镜之间的距离。

相关领域的前述示例和与之相关的限制旨在为说明性的而不是排他性的。通过阅读说明书和研究附图，相关领域的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

下面的实施方式及其各方面是结合系统、工具和方法来描述和说明的，这些系统、工具和方法是示例性和说明性的，并不限制范围。

根据一个实施方式，提供了一种激光器系统，该激光器系统包括：激光器腔；增益介质，其设置在激光器腔内；泵浦，其被配置为光学地泵浦增益(激光)介质；可饱和吸收体；第一镜，其设置在激光器腔的第一近端处；以及第二镜，其设置在激光器腔的第二近端处；其中：第一镜、第二镜和可饱和吸收体与激光器腔沿着水平轴线设置，可饱和吸收体设置在第二镜与激光器腔之间，该系统配置为沿着水平轴线提供激光光束，使得激光光束在增益介质内的面积与激光光束在可饱和吸收体内的面积的比率大于1，光束在增益介质上产生增益介质半径斑(辐射斑)，并且在可饱和吸收体上产生可饱和吸收体半径斑，以及在增益介质上的增益介质半径斑与在可饱和吸收体上的可饱和吸收体半径斑之间的比率在1.7-7的范围内。

在一些实施方式中，激光光束以红外(IR)光谱的波长为特征。

在一些实施方式中，激光光束以在1800与2650nm的范围内的波长为特征。

在一些实施方式中，激光光束以在1800与2100nm的范围内的波长为特征。

在一些实施方式中，激光光束在激光介质内的面积与激光光束在可饱和吸收体内的面积的比率大于3.5。

在一些实施方式中，SA包括选自由以下材料组成的组：卤化银和硫族化物或其组合。

在一些实施方式中，激光介质包括基本上掺杂有稀土元素的材料。

在一些实施方式中，增益介质包括选自由以下组成的组的晶体：钇铝石榴石(YAG)、铝酸钇(YAP)和氟化钇锂(YLF)。

在一些实施方式中，稀土元素选自由以下组成的组：铥(Tm)、钬(Ho)、铒(Er)或其任意组合。