一种激光介质和激光器制造技术

本发明专利技术是关于一种激光介质和激光器，其中，所述的激光介质包括激光介质主体和介质膜，所述的激光介质主体为掺杂有稀土元素的钇铝石榴石陶瓷，定义靠近泵浦源的一面为所述的激光介质主体的泵浦端面，远离泵浦源的一面为所述的激光介质主体的非泵浦端面，所述的泵浦端面镀有第一介质膜，所述的第一介质膜对泵浦光的透过率≥90％，对振荡光的反射率≥99％，所述的非泵浦端面镀有第二介质膜，所述的第二介质膜对振荡光的透过率≥90％。采用本发明专利技术提供的激光介质，可以很好的抑制寄生振荡。

A Laser Medium and Laser

【技术实现步骤摘要】
一种激光介质和激光器
本专利技术涉及全固态激光器领域，尤其涉及激光二极管端面泵浦脉冲运转固体激光器。
技术介绍
高能量调Q激光器单脉冲能量高、峰值功率高、脉冲宽度窄，具有连续运转的激光器不可比拟的优势，在激光指示、激光雷达及激光测距等领域有着广泛的应用。当激光器在高泵浦功率运转情况下，从工作介质的侧壁反射回来的光在通过工作介质时，会产生激光震荡，被称为寄生振荡。在高能量固体激光器系统中，由于注入能量很高，容易产生较强的寄生振荡，寄生振荡的存在使得激光放大器在信号光到达之前消耗了大量的反转粒子数，降低了晶体的峰值增益和存取效率，在激光震荡器中寄生振荡使得增益介质内储能降低，提高了激光的输出阈值，限制了激光单脉冲的提高，寄生振荡是影响激光器性能的重要因素，因此对寄生振荡的消除有着重要的意义。目前，抑制端面泵浦调Q激光器寄生振荡的方法主要有：在激光介质的两个泵浦端面之间形成微小角度，并在介质的端面间镀高透膜来抑制激光介质的端面间产生的振荡；对激光介质的非通光表面进行打毛处理，或在非通光表面雕刻成螺纹，或做成锥形，破坏寄生振荡。这种方法可以在一定程度上破坏回路的形成，抑制能力有限。对于高能量激光器，散射光也可以形成较为强烈的寄生振荡，从而限制激光脉冲能量的提高；采用包边玻璃对激光介质进行包边来降低激光介质的菲涅尔反射率，提高寄生振荡的阈值，抑制寄生振荡，从而克服寄生振荡效应，由于包边玻璃的折射率有限，随着波长发生变化，该方法也受到了限制；采用掺杂浓度低的激光介质，降低其吸收系数，从而减小激光介质的横向增益，该方法可以有效的抑制寄生振荡，但同时也在降低了激光器的单脉冲输出能量和效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种激光介质和激光器，所要解决的技术问题是，采用，采用渐变掺杂的激光介质，降低激光介质泵浦端面的掺杂浓度，在泵浦端面降低其对泵浦光的吸收系数，从而减小介质的横向增益。该方法不仅有好的对寄生振荡的抑制效果，并且提高了激光介质对泵浦光的吸收效率，该方法简单，适用范围广。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种激光介质，包括，激光介质主体和介质膜，所述的激光介质主体为掺杂有稀土元素的钇铝石榴石陶瓷，定义靠近泵浦源的一面为所述的激光介质主体的泵浦端面，远离泵浦源的一面为所述的激光介质主体的非泵浦端面，所述的泵浦端面镀有第一介质膜，所述的第一介质膜对泵浦光的透过率≥90％，对振荡光的反射率≥99％，所述的非泵浦端面镀有第二介质膜，所述的第二介质膜对振荡光的透过率≥90％。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种激光介质，从泵浦端面至非泵浦端面，所述的激光介质主体中的稀土元素的浓度逐渐提高。优选的，前述的一种激光介质，以摩尔百分比计，所述的泵浦端面稀土元素的浓度大于或等于0.1％，且，所述的非泵浦端面稀土元素的浓度小于或等于1％。优选的，前述的一种激光介质，其中所述的稀土元素为钕。优选的，前述的一种激光介质，将除去泵浦端面和非泵浦端面的激光介质主体的表面定义为非通光面，对所述的非通光面进行打毛处理；或者，所述的非通光面雕刻有螺纹。优选的，前述的一种激光介质，其中所述的激光介质的形状为两端粗中间细的异形棒状。优选的，前述的一种激光介质，其中所述的激光介质的形状为圆柱体，所述的圆柱体的直径为5mm，长度为40mm。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种激光器，所述的激光器包括泵浦源、激光泵浦耦合系统、激光介质、调Q元件、谐振腔后腔镜，其中，所述的激光介质由前述中任一项所述。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的一种激光器，其中所述的调Q元件包括机械Q开关、电光Q开关、声光Q开关或被动Q开关中的一种。优选的，前述的一种激光器，其中所述的谐振腔后腔镜镀有第三介质膜，所述的第三介质膜对振荡光的透过率为20-70％。借由上述技术方案，本专利技术提供的一种激光介质和激光器，至少具有下列优点：1、本专利技术提供的一种激光介质，可有效的抑制寄生振荡。在端面泵浦激光器中，由于泵浦光是沿激光介质的轴向传播，在激光介质的泵浦端面，泵浦光的强度最高，寄生振荡最为严重，因此减轻激光器寄生振荡的关键是降低激光介质泵浦端面的寄生振荡。本专利技术提供的一种激光介质，采用掺杂有浓度渐变的稀土元素的钇铝石榴石陶瓷(YAG陶瓷)作为激光介质主体，同时，在激光介质主体的泵浦端面镀有对泵浦光的透过率大于或等于90％、对振荡光的反射率大于或等于99％的第一介质膜，在激光介质主体的非泵浦端面镀有对振荡光的透过率大于或等于90％的第二介质膜。本专利技术通过使用渐变掺杂的激光介质，且，在泵浦端面采用低掺杂浓度的激光介质，提高了产生寄生振荡的阈值，避免寄生振荡的形成。相比低掺杂浓度的激光介质，采用渐变掺杂的激光介质，不仅可以有效地降低端面泵浦调Q激光器中的横向增益，很好的抑制寄生振荡，并且，可以提高激光介质对泵浦光的吸收效率，在提高激光器的单脉冲输出能量和效率的前提下，减小激光介质长度，使激光器体积缩小，紧凑。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种激光器的示意图。图2是本专利技术实施例提供的一种激光介质的示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种激光介质和激光器，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。本专利技术提供了一种激光介质。本专利技术提供的激光介质包括，激光介质主体和介质膜，所述的激光介质主体为掺杂有稀土元素的钇铝石榴石陶瓷，定义靠近泵浦源的一面为所述的激光介质主体的泵浦端面，远离泵浦源的一面为所述的激光介质主体的非泵浦端面，所述的泵浦端面镀有第一介质膜，所述的第一介质膜对泵浦光的透过率≥90％，对振荡光的反射率≥99％，所述的非泵浦端面镀有第二介质膜，所述的第二介质膜对振荡光的透过率≥90％。需要说明的是，此处的振荡光为激光介质吸收泵浦光，在激光谐振腔内形成的一种激光。本专利技术提供的第一介质膜是对泵浦光高透，对振荡光高反的双色介质膜，具体的，所述的第一介质膜可以是Al2O3/MgO2、HfO2/SiO2、TiO2/SiO2、Ta2O5/SiO2、ZrO2/SiO2；本专利技术提供的第二介质膜对振荡光高透，具体的，所述的第二介质膜可以是HfO2/SiO2、TiO2/SiO2、Ta2O5/SiO2、ZrO2/SiO2；稀土元素可以是，镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钇(Y)、钪(Sc)。优选的，每个激光介质主体中掺杂上述一种稀土元素。进一步的，本专利技术提供的一种激光介质，从泵浦端面至非泵浦端面，所述的激光介质主体中的稀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光介质，其特征在于：包括，激光介质主体和介质膜，所述的激光介质主体为掺杂有稀土元素的钇铝石榴石陶瓷，定义靠近泵浦源的一面为所述的激光介质主体的泵浦端面，远离泵浦源的一面为所述的激光介质主体的非泵浦端面，所述的泵浦端面镀有第一介质膜，所述的第一介质膜对泵浦光的透过率≥90％，对振荡光的反射率≥99％，所述的非泵浦端面镀有第二介质膜，所述的第二介质膜对振荡光的透过率≥90％。

【技术特征摘要】
1.一种激光介质，其特征在于：包括，激光介质主体和介质膜，所述的激光介质主体为掺杂有稀土元素的钇铝石榴石陶瓷，定义靠近泵浦源的一面为所述的激光介质主体的泵浦端面，远离泵浦源的一面为所述的激光介质主体的非泵浦端面，所述的泵浦端面镀有第一介质膜，所述的第一介质膜对泵浦光的透过率≥90％，对振荡光的反射率≥99％，所述的非泵浦端面镀有第二介质膜，所述的第二介质膜对振荡光的透过率≥90％。2.根据权利要求1所述的一种激光介质，其特征在于：从泵浦端面至非泵浦端面，所述的激光介质主体中的稀土元素的浓度逐渐提高。3.根据权利要求1所述的一种激光介质，其特征在于：以摩尔百分比计，所述的泵浦端面稀土元素的摩尔浓度大于或等于0.1％，且，所述的非泵浦端面稀土元素的浓度小于或等于1％。4.根据权利要求1所述的一种激光介质，其特征在于：所述的稀土元素为钕。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩丽，谢仕永，许阳蕾，刘辉，史小玄，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11