[发明专利]基于双掺杂晶体的全固态黄光激光器

说明书

本发明公开了一种基于双掺杂晶体的全固态黄光激光器，包括：泵浦系统和谐振腔，泵浦系统包括两个半导体激光器、两个光束整形模块、偏振合束模块和聚焦透镜模块；所述双掺杂激光增益介质包括Dy³⁺掺杂的氧化物基质以及辅助掺杂离子。本发明利用Dy³⁺中⁴F_9/2→⁶H_13/2的受激辐射直接产生黄光激光，无需非线性频率变换过程，从根本上解决了目前全固态黄光激光结构复杂的问题；本发明的激光介质采用双掺杂的氧化物晶体，通过多声子弛豫的方式加速⁶H_13/2能级的粒子数消耗；共掺杂离子(Tb³⁺/Eu³⁺)的引入实现激光下能级的能量转移，减小⁶H_13/2的能级寿命，实现了粒子数的快速反转，提高了黄光激光输出的稳定性。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，特别涉及一种基于双掺杂晶体的全固态黄光激光器。

背景技术

全固态黄光激光器在生物医学仪器、光学存储、精密测量、照明显示、等领域具有重要作用。尤其在生物分析与临床治疗中，黄光激光是荧光染料的激发光，目前已成为流式细胞仪与超分辨显微镜的标配光源；血红蛋白在黄光波段具有很强的吸收峰，在毛细血管扩张以及视网膜黄斑病变的临床治疗中发挥着重要作用。因此，获得高效、稳定的黄光激光具有重要的研究意义与应用价值。

染料激光器可以直接产生黄光，是早期获得黄光激光的主要方法。但其染料易退化、效率低、安全性差等缺点制约了染料激光器的发展。目前获得全固态黄光激光器的主要方法有：(1)双波长和频：利用和频晶体(LBO/KTP)实现1064nm与1300nm的和频输出；(2)红外倍频：通过对Nd:YAG晶体合理镀膜，结合标准具透射原理获得1112nm～1123nm的基频光，再倍频实现黄光输出；(3)拉曼激光器：基于受激拉曼散射效应，将增益较大且容易获得的波长(如1064nm)频移至1100～1200nm之间，再通过倍频获得黄光的输出。以上这些方法都是通过非线性频率变换，将易获得的波长转换成黄光，但是对基频光的要求较高，转换效率低，激光器的结构复杂。

稀土离子Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_13/2能级跃迁可以产生580nm的荧光，是目前直接获得黄光激光最具潜力的材料。但是，由于Dy³⁺离子具有较低的受激发射截面且激光下能级的粒子无法迅速地弛豫至基态，导致单掺杂Dy³⁺的黄光激光器输出功率较小，无法实现高效稳定的连续运转。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，减小Dy³⁺中⁶H_13/2的能级寿命以提高激光输出的稳定性，获得578～585nm高稳定性的全固态黄光激光器；本发明提供一种基于双掺杂晶体的全固态黄光激光器。

本发明采用的技术方案是：一种基于双掺杂晶体的全固态黄光激光器，包括：

泵浦系统，其包括两个型号相同的用于发出两束偏振方向互相垂直的泵浦光的半导体激光器、分别位于所述两个半导体激光器的输出端的两个光束整形模块、用于将两束偏振方向互相垂直的泵浦光进行合束的偏振合束模块以及聚焦透镜模块；

谐振腔，位于所述聚焦耦合透镜的输出端，其包括谐振腔前腔镜、双掺杂的激光增益介质、谐振腔输出耦合镜和滤光片；

所述双掺杂激光增益介质包括Dy³⁺掺杂的氧化物基质以及辅助掺杂离子；