本实用新型专利技术公开一种双增益晶体被动调Q激光器。该双第一增益晶体被动调Q激光器包括泵浦系统，所述泵浦系统还耦合有依次光耦合的准直镜、聚焦镜、谐振腔；所述泵浦系统包括泵浦源，给泵浦源供电的驱动源；所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光耦合的反射镜、采用各项同性、高上能级寿命和高储能材质的第一增益晶体、采用具备偏振特性材质的第二增益晶体、被动调Q晶体和输出镜；由反射镜和输出镜构成的谐振腔为稳定腔；所述输出镜的出光面与所述二倍频晶体耦合。本实用新型专利技术可以提高激光器转换效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光
，尤指一种双增益晶体被动调Q激光器。
技术介绍
自激光问世以来，激光加工技术就受到人们的重视，至今激光加工技术已成为先 进制造技术的重要组成部分。由于激光束具有单色性好、能量密度高、空间控制性和时间控 制性良好等一系列优点，目前它已广泛应用于材料加工等领域，针对于激光微加工，材料标 记等领域的激光器主要有红外激光器、绿光激光器、紫外光激光器。但现有的激光器较为复 杂，主要采用声光或电光调Q的固体激光器倍频来实现的，成本也较高。 专利文献CN101981766A于2011年02月23日公开了一种高功率、二极管激发固 态（DPSS)脉冲激光较佳地是用于诸如微机械加工、集成电路的通孔钻孔、及紫外光线（UV) 转换的应用。Nd:YV04(钒酸盐；vanadate)激光是用于高功率应用的良好的候选者，因为其 特征在于宽带宽的激发波长的高能量吸收系数。然而，钒酸盐具有不良的热机械性质，其中 该种材料为坚硬且当受到热应力时为容易破裂。通过最佳化激光参数且选择激发波长及掺 杂第二增益晶体（240)的浓度以控制吸收系数为小于2cm-l (诸如：在约910nm与约920nm 之间的激发波长（241))，掺杂的钒酸盐激光（237,240)是可增强以产生如同100瓦之多的 输出功率（236)而未使得晶体材料破裂，而且实现了于热透镜化的40%的降低。 专利文献CN1618410A于2005年05月25日公开一种1.444 μ m NchYAG激光医疗 机。其包括激光振荡器，激光泵浦系统，冷却系统，引导光和光纤耦合系统。所使用的激光 第二增益晶体Nd: YAG晶体掺杂Nd3+离子浓度在0. 45at% -I. 2at%之间；采用双椭圆紧包 腔，且腔内壁所附的反射材料为Ag ;采用掺杂Eu的石英玻管来虑掉泵浦灯中的紫外光辐射 和长波段的泵浦荧光。 以上两篇参考文献均采用单一材质的增益材料，转换效率较低。
技术实现思路
本技术提供一种提高激光器转换效率的双增益晶体被动调Q激光器。 本技术的目的是通过以下技术方案来实现的： 一种双第一增益晶体被动调Q激光器，包括泵浦系统，所述泵浦系统还耦合有依 次光耦合的准直镜、聚焦镜、谐振腔；所述泵浦系统包括泵浦源，给泵浦源供电的驱动源； 所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光耦合的反射镜、采用各项同性、高上能级寿命和高 储能材质的第一增益晶体、采用具备偏振特性材质的第二增益晶体、被动调Q晶体和输出 镜；由反射镜和输出镜构成的谐振腔为稳定腔。 进一步的，所述驱动源、泵浦源安装于泵浦系统中，为一整体；所述准直镜、聚焦 镜、谐振腔、二倍频晶体和三倍频晶体集成在同一壳体内。 进一步的，所述第一增益晶体为Nd :YAG晶体或Nd :YAG陶瓷晶体或YAG与Nd: YAG 的键合或胶合的晶体，第二增益晶体为Nd :YV04晶体或YV04与Nd :YV04的键合或胶合的晶 体；或者，第一增益晶体为Nd :YV04晶体或YV04与Nd :YV04的键合或胶合的晶体，第二增 益晶体为Nd :YAG晶体或Nd :YAG陶瓷晶体或YAG与Nd: YAG的键合或胶合的晶体，第一增益 晶体的出光面相距第二增益晶体的入光面距离小于l〇mm。 进一步的，所述第一增益晶体为NchYAG晶体，其Nd离子的掺杂浓度为 0. 2 % -2 %，第二增益晶体为Nd :YV04晶体，其Nd离子的掺杂浓度为0. 1 % -3 %，Nd :YAG的 长度为Nd :YV04晶体长度为l-15mm，或者，第一增益晶体为Nd :YV04晶体其Nd 离子的掺杂浓度为为〇. 1 % -2 %，第一增益晶体（10)为Nd :YAG晶体，其Nd离子的掺杂浓 度为 0. 2% -3%。 进一步的，所述被动调Q晶体为Cr:YAG、V:YAG、半导体饱和吸收体、石墨烯中的任 意一种，被动调Q晶体的初始透过率为10% -95%。 进一步的，所述反射镜、输出镜中至少一个为凹面镜； 进一步的，所述第一增益晶体的入光面镀膜，形成所述反射镜；所述输出镜为凹面 镜。 进一步的，还包括二倍频晶体与三倍频晶体，其中所述二倍频晶体为LBO晶体、 KTP晶体、BBO晶体、BiBO晶体、CLBO晶体、PPLN晶体，匹配方式可采用临界相位匹配或非临 界相位匹配，三倍频晶体为LBO晶体、BBO晶体、BiBO晶体、CLBO晶体、KDP晶体，匹配方式 可采用临界相位匹配或非临界相位匹配。 进一步的，所述泵浦源为连续半导体激光器或脉冲半导体激光器，当泵浦源为光 纤親合输出的脉冲半导体激光器时，其中心波长为808nm±5nm，880nm±5nm，885nm±5nm 中的一种或以上任意两种波长的组合；所述泵浦源通过传能光纤与所述准直镜光耦合；激 光器壳体体积小于80x80x430mm 3,其横截面积小于80x80mm2,长度小于430mm。 -种如本技术所述的双增益晶体被动调Q激光器的激光产生方法，其特征在 于，包括步骤：泵浦系统发出泵浦光到准直镜，准直后的泵浦光再经过各项同性、高上能级 寿命和高储能材质的第一增益晶体、以及具备偏振特性材质的第二增益晶体，之后由输出 镜输出红外激光。 目前所有的技术方案都采用一块晶体作为第一增益晶体，如要么采用采用各项同 性、尚上能级寿命和尚储能材质的第一增益晶体（以下以Nd :YAG晶体为例分析）；要么米 用具备偏振特性材质的第一增益晶体（以下以Nd :YV04晶体为例分析）；由于Nd :YAG晶体 为各项同性晶体，其输出的基频光不具有偏振性，从而使后续的非线性频率变换的效率较 低，但Nd :YAG晶体上能级寿命长，储能大，在被动调Q时可以获得很高的峰值功率，而采用 Nd :YV04晶体作为第一增益晶体虽然发射的基频光具有很好的偏振特性，但由于Nd :YV04 晶体的受激截面大，上能级寿命较短，储能小，因此在被动调Q情形下，发射的基频光的峰 值功率不高，这也影响了其后续非线性频率变换的效率，为了弥补两种情形的不足，本实用 新型采用类似于Nd :YAG+Nd :YV04的双第一增益晶体方案，并且两者晶体具有对泵浦光基 本相同的吸收峰（808. 5nm和810nm)，因此采用单一泵浦源即可满足对两种第一增益晶体 的抽运，相同的发射峰（l〇64nm)，因此采用本技术的双第一增益晶体会使发射的基频 光在Nd :YV04晶体的偏振发射方向上具有明显的模式竞争优势，从而使输出的基频光具有 很好的偏振性。由于非线性晶体要求输入为偏振光，因此，本方案更有利于提高非线性晶体 的工作效率。【附图说明】 图1是本技术实施例一双增益晶体被动调Q激光器的原理示意图； 图2是本技术一种被动调Q紫外光激光器的原理示意图； 图3是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第一示意图； 图4是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第二示意图； 图5是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第三示意图； 图6是本技术各种平凹腔被动调Q激光器的原理第四示意图； 图7是本技术实施例四、七采用高温角度匹配非线性晶体的被动调Q激光器 的原理不意图； 图8是本技术实施例五、八分离式被动调Q紫外光激光器的原理示意图； 图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双增益晶体被动调Q激光器，包括泵浦系统，其特征在于，所述泵浦系统还耦合有依次光耦合的准直镜、聚焦镜、谐振腔；所述泵浦系统包括泵浦源，给泵浦源供电的驱动源；所述谐振腔从聚焦镜一侧起，依次包括光耦合的反射镜、采用各项同性、高上能级寿命和高储能材质的第一增益晶体、采用具备偏振特性材质的第二增益晶体、被动调Q晶体和输出镜；由反射镜和输出镜构成的谐振腔为稳定腔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，孙冰，
申请(专利权)人：李斌，孙冰，
类型：新型
国别省市：天津;12
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