调Q钬激光器制造技术

本申请公开了一种调Q钬激光器，所述调Q钬激光器包括复合谐振腔、Tm/Ho复合增益介质、调Q元件和泵浦源；复合谐振腔包括激光谐振腔和滤波谐振腔；滤波谐振腔和调Q元件沿光路方向依次位于激光谐振腔内；Tm/Ho复合增益介质位于滤波谐振腔内；泵浦源位于激光谐振腔外；其中，滤波谐振腔用于分离Tm激光和Ho激光。该激光器包括复合谐振腔，复合谐振腔实现了分离Tm激光和Ho激光，将Tm激光禁锢在滤波谐振腔内，从而使得调Q元件只对Ho激光产生影响，Tm激光可以有效激发Ho激光，形成稳定调Q脉冲输出。形成稳定调Q脉冲输出。形成稳定调Q脉冲输出。

【技术实现步骤摘要】
调Q钬激光器


[0001]本申请涉及一种调Q钬激光器，固体激光


技术介绍

[0002]现有全固态钬(Ho)激光实现方式中，相对于体积庞大的Tm激光器泵浦Ho激光器，价格昂贵的1.9μm半导体激光器LD泵浦Ho激光器，和结构复杂的Tm激光器谐振腔内泵浦Ho激光器，Tm/Ho键合激光器是一种结构紧凑、可小型化、经济便捷的Ho激光实现方式，能够直接利用常规LD(波长在750nm～810nm)来高效率地实现室温Ho激光输出。然而，键合增益介质内部掺Tm部分和掺Ho部分相互影响，掺Tm部分既提供用于泵浦掺Ho部分的Tm激光，又充当Ho激光的饱和吸收体，掺Ho部分在消耗腔内Tm激光能量的同时也相当于Tm激光的饱和吸收体，对腔内Tm泵浦光的时间稳定性造成了影响。
[0003]上述情况导致了Tm/Ho键合激光器在自由运行状态下就已经出现杂乱的脉冲信号，而且无法在传统主动调Q方式上(既在Tm/Ho键合激光器的谐振腔内插入声光或电光调制器件)产生稳定的调Q脉冲输出。另一方面，在谐振腔内直接插入可饱和吸收体的传统被动调Q方式也难以在Tm/Ho键合激光器上实现激光输出，这是由于可饱和吸收体的引入增加了谐振腔损，对Ho激光，尤其是对腔内泵浦掺Ho部分的Tm激光均造成损耗而无法形成激光振荡输出。也就是说，由于在腔内同时具有Tm激光和Ho激光，调Q元件削弱Tm激光，从而使得Ho激光无法充分被Tm激光激发，无法形成有效的Ho激光输出。因此，需要发展能够从Tm/Ho键合激光器上实现稳定调Q脉冲输出的有效机制。

技术实现思路
<br/>[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种调Q钬激光器，该激光器包括复合谐振腔，复合谐振腔实现了分离Tm激光和Ho激光，将Tm激光禁锢在滤波谐振腔内，从而使得调Q元件只对Ho激光产生影响，Tm激光可以有效激发Ho激光，形成稳定调Q脉冲输出。
[0005]一种调Q钬激光器，所述调Q钬激光器包括复合谐振腔、Tm/Ho复合增益介质、调Q元件和泵浦源；
[0006]所述复合谐振腔包括激光谐振腔和滤波谐振腔；
[0007]所述滤波谐振腔和调Q元件沿光路方向依次位于所述激光谐振腔内；
[0008]所述Tm/Ho复合增益介质位于所述滤波谐振腔内；
[0009]所述泵浦源位于所述激光谐振腔外；
[0010]其中，所述滤波谐振腔用于分离Tm激光和Ho激光。
[0011]可选地，所述滤波谐振腔的前腔面和所述滤波谐振腔的后腔面均镀有Tm激光高反膜，所述Tm激光在所述滤波谐振腔内振荡；所述激光谐振腔的前腔面和所述激光谐振腔的后腔面分别镀有Ho激光高反膜和Ho激光部分反射膜，所述Ho激光在所述激光谐振腔内振荡。
[0012]可选地，所述滤波谐振腔的前腔面和所述滤波谐振腔的后腔面均镀有对Tm激光的
反射率大于95％的第一反射膜，所述Tm激光在所述滤波谐振腔内振荡；所述激光谐振腔的前腔面镀有对Ho激光的反射率大于99％的第二反射膜；所述激光谐振腔的后腔面镀有对Ho激光的反射率在2％～50％的部分反射膜，所述Ho激光在所述激光谐振腔内振荡。
[0013]可选地，所述滤波谐振腔的前腔面为前腔镜，所述滤波谐振腔的后腔面为滤波器件；所述激光谐振腔的前腔面为前腔镜；所述激光谐振腔的后腔面为后腔镜；所述前腔镜、Tm/Ho复合增益介质、滤波器件、调Q元件和后腔镜沿光路方向依次排列。
[0014]可选地，所述滤波谐振腔的前腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的前端面，所述滤波谐振腔的后腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的后端面；所述激光谐振腔的前腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的前端面；所述激光谐振腔的后腔面为后腔镜；所述Tm/Ho复合增益介质、调Q元件和后腔镜沿光路方向依次排列。
[0015]可选地，所述调Q元件插设在所述滤波谐振腔与后腔镜之间；或者，所述调Q元件为涂覆在后腔镜前端面的一层膜。
[0016]可选地，所述调Q元件包括电光调Q开关、声光调Q开关、过渡金属掺杂的二六族化合物晶体、过渡金属二硫化物晶体、过渡金属二硒化物晶体、半导体可饱和吸收体、石墨烯二维材料、碳纳米管二维材料、拓扑绝缘体、在2μm波段实现调Q脉冲输出的可饱和吸收材料中的任一种。
[0017]可选地，所述Tm/Ho复合增益介质包括沿所述光路方向依次排列的掺Tm部分和掺Ho部分。
[0018]可选地，所述掺Tm部分选自Tm:YAG晶体,Tm:LuAG晶体，Tm:YLF晶体，Tm:LuLiF晶体，Tm:YAP晶体，Tm:YAB晶体，Tm:KGW晶体，Tm:GdVO4晶体、Tm:YVO4晶体、Tm:YAG透明陶瓷、Tm:Al2O3透明陶瓷中的任意一种；
[0019]所述掺Ho部分选自Ho:YAG晶体,Ho:LuAG晶体，Ho:YLF晶体，Ho:LuLiF晶体，Ho:YAP晶体，Ho:KGW晶体，Ho:YAB晶体，Ho:GdVO4晶体、Ho:YVO4晶体、Ho:YAG透明陶瓷、Ho:Al2O3透明陶瓷中的任意一种。
[0020]可选地，在所述掺Tm部分中，Tm离子的掺杂浓度为2～7at％；在所述掺Ho部分中，Ho离子的掺杂浓度为0.2～2at％。
[0021]可选地，在所述掺Tm部分的前端面和所述掺Ho部分的后端面之间复合无稀土离子掺杂介质；或者，
[0022]在所述掺Tm部分的后端面与所述掺Ho部分的前端面之间复合无稀土离子掺杂介质。
[0023]可选地，所述Tm/Ho复合增益介质的与光路方向平行的侧面镀有二氧化硅膜。
[0024]可选地，所述调Q钬激光器还包括散热件，所述散热件设置在所述Tm/Ho复合增益介质的与光路方向平行的侧面。
[0025]可选地，所述散热件为铜块，所述铜块的内部设有供冷却液流通的微孔道，所述微孔道的进液口和出液口与外部的水冷却系统连接。
[0026]可选地，所述散热件与所述Tm/Ho复合增益介质的侧面之间设有金属箔。
[0027]本申请能产生的有益效果包括：
[0028]1)本专利技术所提供的调Q钬激光器，通过复合谐振腔结构，分离谐振腔内的Tm激光和Ho激光，克服由于掺Tm部分和掺Ho部分在2μm激光波段同时存在的饱和吸收效应而导致Tm/
Ho键合激光器无法在常规调Q方式下实现调Q脉冲输出的瓶颈问题。调Q钬激光器中的调Q元件只对Ho激光产生作用，不会对Tm激光产生影响(因为Tm激光被禁锢在滤波谐振腔中)，因此调Q钬激光器能够在主动调Q元器件或可饱和吸收体的作用下实现稳定的调Q脉冲输出，具有结构紧凑、可小型化、可常规LD泵浦、可常温制冷等综合优势。
附图说明
[0029]图1为本申请第一种实施方式的调Q钬激光器的结构示意图；
[0030]图2为本申请第二种实施方式的调Q钬激光器的结构示意图；
[0031]图3为本申请第三种实施方式的调Q钬激光器的结构示意图；
[0032]图4为未插入图1未插入滤波器件时调Q钬激光器的脉冲输出特效；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调Q钬激光器，其特征在于，所述调Q钬激光器包括复合谐振腔、Tm/Ho复合增益介质、调Q元件和泵浦源；所述复合谐振腔包括激光谐振腔和滤波谐振腔；所述滤波谐振腔和调Q元件沿光路方向依次位于所述激光谐振腔内；所述Tm/Ho复合增益介质位于所述滤波谐振腔内；所述泵浦源位于所述激光谐振腔外；其中，所述滤波谐振腔用于分离Tm激光和Ho激光。2.根据权利要求1所述的调Q钬激光器，其特征在于，所述滤波谐振腔的前腔面和所述滤波谐振腔的后腔面均镀有Tm激光高反膜，所述Tm激光在所述滤波谐振腔内振荡；所述激光谐振腔的前腔面和所述激光谐振腔的后腔面分别镀有Ho激光高反膜和Ho激光部分反射膜，所述Ho激光在所述激光谐振腔内振荡。3.根据权利要求2所述的调Q钬激光器，其特征在于，所述滤波谐振腔的前腔面为前腔镜，所述滤波谐振腔的后腔面为滤波器件；所述激光谐振腔的前腔面为前腔镜；所述激光谐振腔的后腔面为后腔镜；所述前腔镜、Tm/Ho复合增益介质、滤波器件、调Q元件和后腔镜沿光路方向依次排列。4.根据权利要求2所述的调Q钬激光器，其特征在于，所述滤波谐振腔的前腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的前端面，所述滤波谐振腔的后腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的后端面；所述激光谐振腔的前腔面为所述Tm/Ho复合增益介质的前端面；所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海洲，林文雄，李锦辉，邓晶，葛燕，翁文，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：