一种医用三波长黄绿光激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种医用三波长黄绿光激光器，包括依次设置在光路上的泵浦光产生单元、光束整形单元、增益介质单元、标准具单元、非线性晶体单元，还包括一光学谐振腔单元，而所述的增益介质单元、标准具单元和非线性晶体单元均设置在光学谐振腔单元中。本实用新型专利技术利用增益介质单元实现了稳定的双波长红外激光运转，然后通过腔内倍频与腔内和频这两种方法，实现三波长黄绿光激光输出，使得本实用新型专利技术所述的医用三波长黄绿光激光器能够有效产生高效率、低阈值、高稳定性的三波长黄绿激光，大大提升了医用黄绿光激光器的整体性能。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种医用三波长黄绿光激光器，包括依次设置在光路上的泵浦光产生单元、光束整形单元、增益介质单元、标准具单元、非线性晶体单元，还包括一光学谐振腔单元，而所述的增益介质单元、标准具单元和非线性晶体单元均设置在光学谐振腔单元中。本技术利用增益介质单元实现了稳定的双波长红外激光运转，然后通过腔内倍频与腔内和频这两种方法，实现三波长黄绿光激光输出，使得本技术所述的医用三波长黄绿光激光器能够有效产生高效率、低阈值、高稳定性的三波长黄绿激光，大大提升了医用黄绿光激光器的整体性能。【专利说明】一种医用三波长黄绿光激光器
本技术涉及一种医用三波长黄绿光激光器，属于光电子及激光
。
技术介绍
近年来，由于应用领域广泛，全固态黄绿光激光器发展越来越迅速。黄绿光激光器在激光表演、激光纳导星、玻色爱因斯坦凝聚、激光化学、原子冷却与捕获、激光生物效应、激光医学等方面都有着重要的应用。尤其是在医疗方面，可以广泛用于疾病的诊断和治疗。首先，在疾病的诊断方面，黄绿光激光器可以用于流式细胞仪和激光共聚焦显微镜。黄绿光激光激发荧光染料，经过聚焦整形后的光束垂直照射在细胞样品流上，被荧光染色的细胞在激光束的照射下产生散射光和激发荧光，从而对单细胞或生物颗粒进行多参数、快速定量分析；并可以进行在体成像，从而研究和分析活细胞结构、分子、离子的实时动态变化过程，组织和细胞的光学连续切片和三维重建等，从而实现对生理疾病的诊断。其次，在疾病的治疗方面，由于血液对黄绿激光 有着很高的吸收系数，因此在眼科、血管外科、皮肤科等方面都有着重要的应用。目前黄绿光激光器的实现方法主要有以下五种:1)双波长腔内和频:采用两种波长不同的振荡光，通过腔内和频的方式获得黄光输出，存在着模式竞争效应明显、谐振腔膜系复杂、转换效率低、光束质量和稳定性较差等缺点。2)光泵半导体垂直外腔面发射激光器:利用半导体激光泵浦半导体芯片，在谐振腔的约束下获得高光束质量的近红外基频激光，并通过腔内倍频获得高效率、高光束质量的黄光激光输出，这种结构自发辐射放大效应较为严重。3)拉曼激光器倍频:利用增益较大且容易获得的激光谱线，通过受激拉曼散射产生的一阶斯托克斯波频移至107(Tl200 nm之间，再通过倍频获得黄光激光输出，但是其阈值较高，且非线性系数较小，因此常需要通过巨脉冲模式获得较高的峰值功率密度，从而提高其转换效率。4)拉曼光纤激光/放大器:采用拉曼光纤激光放大的方式，获得高功率窄线宽基频红外激光输出；然后通过腔外倍频，获得较高功率、高效率的黄光激光输出，这种结构的黄光激光器相位控制要求精度很高、系统比较复杂。5)晶体二次谐波产生:这是最为直接，并且成熟、高效的一种方式，其采用高质量的激光介质，获得高功率的1070^1200 nm基频光振荡；然后通过二次非线性效应，产生高功率的黄光激光。目前，医用黄绿光激光器主要存在着以下问题亟待解决，第一，输出波长单一，器件的实用性差，难以满足实际中多种应用的需求；第二，转换效率低，光光转换效率大多低于10%，较低的效率一方面造成了高的功耗，另一方面会造成较大的热效应，从而严重影响医用黄绿光激光器的整体性能。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种高效率、低阈值、高稳定性的医用三波长黄绿光激光器。为达到上述目的，本技术是通过以下的技术方案来实现的:—种医用三波长黄绿光激光器，其特征在于，包括依次设置在光路上的将激光介质中的Nd3+泵浦至激光器的上能级的泵浦光产生单元、将泵浦光产生单元输出的激光束修饰成与激光介质和光学谐振腔相匹配的泵浦光束的光束整形单元、通过受激跃迁产生1090^1140 nm光子的增益介质单元、通过透射率变化进行不同谱线增益调节的标准具单元、通过二阶非线性变换产生54(T570 nm光子的非线性晶体单元，还包括一产生540~570nm激光的光学谐振腔单元，而所述的增益介质单元、标准具单元和非线性晶体单元均设置在光学谐振腔单元中。进一步，所述的泵浦光产生单元包括一激光器，所述的激光器的中心波长为400~1000 nm。而所述的激光器为半导体激光器、气体激光器、光纤激光器、半导体泵浦固体激光器中的任一种。所述的光束整形单元为几何整形系统、光谱整形系统中的至少一种。所述的光束整形单元包括透镜、光栅、空间滤波器、多模光纤中的至少一种。且所述的增益介质单元的形状为圆柱形、六面体形、波导形、板条形、碟片形、光纤形中的任一种。且所述的增益介质单元为掺钕离子单晶或者陶瓷。所述的标准具单元为单块平面玻璃或两块平面玻璃。所述的非线性晶体单元为三硼酸锂、偏硼酸钡、周期性极化铌酸锂、硼酸铋、铌酸钾中的任一种。所述的光学谐振腔单元为直线腔、V型腔、Z型腔、环形腔中的任一种。且当所述的光学谐振腔单元为直线腔时，包括前谐振腔镜和后谐振腔镜两个镜片；当所述的光学谐振腔单元为V型腔时，包括前谐振腔镜、折叠镜、后谐振腔镜三个镜片；当所述的光学谐振腔单元为Z型腔时，包括前谐振腔镜、第一折叠镜、第二折叠镜、后谐振腔镜四个镜片；而当光学谐振腔单元为环形腔时，则包括前谐振腔镜和后谐振腔镜等四个、五个、十个等不定数目的镜片。此外，在前述的直线腔、V型腔、Z型腔、环形腔中还可以设置偏振片、空间滤波器、双折射滤光片、体布拉格光栅中的N种附件，所述的O < N < 4。其中，所述的如谐振fe镜和后谐振fe镜用于控制0.9 U m> 1.06 μ m和1.3 μ m谱线的反射透射率，为产生的1090~1140 nm和540~570 nm振荡光子提供正反馈，通过往返于所述前谐振腔镜和后谐振腔镜之间，并从激活的增益介质中获取能量，实现能量的积累和放大；所述空间滤波器用于控制光学谐振腔单元内激光的横模模式；所述偏振片用于控制光学谐振腔单元内激光的偏振模式；所述双折射滤光片用于控制光学谐振腔单元内激光的纵模模式；所述体布拉格光栅则用于控制光学谐振腔单元内激光的纵模模式，确保激光束的高稳定度和高亮度输出。本技术的有益效果是:本技术利用增益介质单元实现了稳定的双波长红外激光运转，然后通过腔内倍频与腔内和频这两种方法，实现三波长黄绿光激光输出，使得本技术所述的医用三波长黄绿光激光器能够有效产生高效率、低阈值、高稳定性的三波长黄绿激光，大大提升了医用黄绿光激光器的整体性能。【专利附图】【附图说明】图1为本技术 一实施例的结构示意图；图2为本技术所述的光学谐振腔单元的结构示意图。图中主要标记含义如下:1、泵浦光产生单元2、光束整形单元 3、增益介质单元4、标准具单元5、非线性晶体单元 6、光学谐振腔单元601、前谐振腔镜 603、空间滤波器 604、偏振片605、双折射滤光片606、体布拉格光栅 602、后谐振腔镜。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。图1为本技术一实施例的结构示意图；图2为本技术所述的光学谐振腔单元的结构示意图。如图1和图2所示:以下所有实施例所述的医用三波长黄绿光激光器都具有如下所述的相同的结构:具体为，所述的医用三波长黄绿光激光器包括依次设置在光路上的将激光介质中的Nd3+泵浦至激光器的上能级的泵浦光产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种医用三波长黄绿光激光器，其特征在于，包括依次设置在光路上的将激光介质中的Nd3+泵浦至激光器的上能级的泵浦光产生单元（1）、将泵浦光产生单元输出的激光束修饰成与激光介质和光学谐振腔相匹配的泵浦光束的光束整形单元（2）、通过受激跃迁产生1090~1140?nm光子的增益介质单元（3）、通过透射率变化进行不同谱线增益调节的标准具单元（4）、通过二阶非线性变换产生540~570?nm光子的非线性晶体单元（5），还包括一产生540~570?nm激光的光学谐振腔单元（6），而所述的增益介质单元（3）、标准具单元（4）和非线性晶体单元（5）均设置在光学谐振腔单元（6）中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，武晓东，张龙，
申请(专利权)人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：