一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器制造技术

本发明专利技术公开一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器，包括泵浦光源、聚焦耦合系统、谐振腔、Nd:GGG晶体和Co:LMA可饱和吸收体组成，谐振腔由输入镜M1和输出镜M2组成；沿着泵浦光的输出方向，依次放置聚焦耦合系统、输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体、输出镜M2；所述输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体和输出镜M2的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的传播方向；本发明专利技术所述激光器以Nd:GGG晶体做为激光增益介质，实现了中心波长为1423.4nm的人眼安全激光输出，在泵浦功率为18.7W的情况下，最大平均输出功率为627mW，对应的光转换效率为3.35％，斜率效率为5.1％；随着泵浦功率从6.3W增加到18.7W，脉冲重复频率从4.1kHz到35kHz；在最大泵浦功率为18.7W时，最小脉冲宽度为102ns，脉冲重复频率为35kHz。脉冲重复频率为35kHz。脉冲重复频率为35kHz。

【技术实现步骤摘要】
一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器


[0001]本专利技术属于固体激光器
，具体涉及一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器。

技术介绍

[0002]掺Nd离子激光增益介质被广泛用在全固态激光器中，目前，针对掺Nd
3+
离子激光增益介质如Nd:YAG单晶、Nd:YAG陶瓷、Nd:YVO4、Nd:GdVO4、和Nd:GGG等的的研究主要集中在0.9，1.06和1.3μm波段，除了上述几个常用波段外，1.4μm同样是掺Nd
3+
离子固体激光器的一个重要跃迁波段。水在1.4μm左右的吸收系数远远的大于水在0.9，1.06和1.3μm波段的吸收系数。由于波长在1.4μm波段的激光更容易被水吸收，所以当该波段的激光入射到眼部的时候，大部分的激光会被水吸收,从而使得激光对视网膜的损伤阈值功率较高,因而波长在1.4μm波段的激光具有人眼安全特性。正是由于具有这种人眼安全特性，使得波长1.4μm波段的激光在一些特殊的科学领域如激光眼科学、体外科学、激光雷达等领域具有广泛的应用。
[0003]与主动调Q技术相比，被动调Q技术简单、方便，因为它需要最小的光学元件，而不需要外部驱动器件。由于Co:LMA的吸收光谱排列在1100～1600nm，以及其1444nm波长下所具有得优异的物理和光学性能，Co:LMA被认为是一种潜在的工作在1.4μm左右的调Q激光器的可饱和吸收体。使用Co:LMA作为可饱和吸收体的1.4μm激光器的发展具有很好发展前景。
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技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器解决了
技术介绍
中提到的问题。
[0005]一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器，括泵浦光源、聚焦耦合系统、谐振腔、Nd:GGG晶体和Co:LMA可饱和吸收体组成，谐振腔由输入镜M1和输出镜M2组成；沿着泵浦光的输出方向，依次放置聚焦耦合系统、输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体、输出镜M2；所述输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体和输出镜M2的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的传播方向；泵浦光源发射的泵浦光通过聚焦耦合系统后，进入到谐振腔的输入镜M1，再入射到Nd:GGG晶体完成激光的增益过程，后经Co:LMA可饱和吸收体的饱和吸收后，将腔内杂乱的连续光调制成有序的超短脉冲光，产生的参量光在谐振腔内振荡从而使能量放大，从输出镜M2输出激光。
[0006]本专利技术所述激光器以Nd:GGG做为激光增益介质，实现了中心波长为1423.4nm的人眼安全激光输出，在泵浦功率为18.7W的情况下，最大平均输出功率为627mW，对应的光转换效率为3.35％，斜率效率为5.1％；随着泵浦功率从6.3W增加到18.7W，脉冲重复频率从4.1kHz增加到35kHz；在最大泵浦功率为18.7W时，最小脉冲宽度为102ns，脉冲重复频率为35kHz。
[0007]所述泵浦光源采用808nm光纤耦合连续光输出的二极管激光器，芯径为400μm，数
值孔径为0.22。
[0008]所述谐振腔由输入镜M1和输出镜M2组成，其中输入镜M1是一个曲率半径为曲率为1000mm的凹面镜，输入镜M1镀有808nm增透膜(透射率T>98％)，1400
‑
1450nm的高反射膜(反射率R>99.8％)；输出镜M2是一个平面镜，镀有808nm高反射膜和1423.4nm部分透射膜，整个谐振腔长为25mm。
[0009]所述Nd:GGG晶体作为激光增益介质，Nd掺杂浓度为1at.％，晶体的尺寸是4mm
×
4mm
×
10mm，晶体两侧镀有808nm和1400
‑
1450nm的增透膜(反射率R<0.2％)。
[0010]所述Co:LMA可饱和吸收体在1423.4nm的透过率为85％。
[0011]所述谐振腔中的输入镜M1和输出镜M2，为抑制1062nm和1331nm的激光震荡，在所有镜面上均镀有1062nm和1331nm的高透射膜。
[0012]所述Nd:GGG晶体需用通水的金属铜块包裹，水温恒为20℃。
[0013]本专利技术与现有技术相比具备以下有益效果：
附图说明
[0014]图1为本专利技术所述的激光器的装置图。
[0015]图2为本专利技术所述的激光器的平均输出功率和泵浦功率的关系图。
[0016]图3为本专利技术所述的激光器的输出镜M2的透射率为1％时的激光脉冲宽度和脉冲重复率与泵浦功率的关系图。
[0017]图4为本专利技术所述的激光器的波串图。
[0018]图5为本专利技术所述的激光器的脉冲图。
[0019]图中标号含义：1、泵浦光源；2、聚焦耦合系统；3、输入镜M1；4、Nd:GGG晶体；5、Co:LMA可饱和吸收体；6、输出镜M2。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器，括泵浦光源(1)、聚焦耦合系统(2)、输入镜M1(3)、Nd:GGG晶体(4)、Co:LMA可饱和吸收体(5)和输出镜M2(6)组成；沿着泵浦光的输出方向，依次放置聚焦耦合系统(2)、输入镜M1(3)、Nd:GGG晶体(4)、Co:LMA可饱和吸收体(5)、输出镜M2(6)；所述输入镜M1(3)、Nd:GGG晶体(4)、Co:LMA可饱和吸收体(5)和输出镜M2(6)的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的传播方向。
[0022]泵浦光源(1)发射的泵浦光通过聚焦耦合系统(2)后，进入到谐振腔的输入镜M1(3)，再入射到Nd:GGG晶体(4)完成激光的增益过程，后经Co:LMA可饱和吸收体(5)的饱和吸收后，将腔内杂乱的连续光调制成有序的超短脉冲光，产生的参量光在谐振腔内振荡从而使能量放大，从输出镜M2(6)输出1423.4nm的激光。
[0023]输出激光的相关测试如下：
[0024]图2给出了激光的平均输出功率和泵浦功率的关系。当泵浦功率为18.7W，输出镜M2的在1423.4nm的透过率为1％、1.6％和5.8％时，获得的脉冲激光的最大平均功率分别为
627、513和459mW。对应的光光转换效率为3.25％、2.74％和2.43％。激光阙值功率分别是6.3，6.8和7.3W。图3给出了输出镜M2的透过率为1％时，激光的脉冲宽度和脉冲重复率与泵浦功率的关系。可以看出，当泵浦功率从6W增加到18.7W时，激光的脉冲宽度从780ns逐渐减小到102ns。而激光的脉冲重复率则从4.1kHz增大到35kHz。图4和5分别给出了泵浦功率为18.7W时，被动调Q Nd:GGG激光的典型的波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器，其特征在于：括泵浦光源、聚焦耦合系统、谐振腔、Nd:GGG晶体和Co:LMA可饱和吸收体组成，谐振腔由输入镜M1和输出镜M2组成；沿着泵浦光的输出方向，依次放置聚焦耦合系统、输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体、输出镜M2；所述输入镜M1、Nd:GGG晶体、Co:LMA可饱和吸收体和输出镜M2的通光面均相互平行放置，且垂直于泵浦光的传播方向；泵浦光源发射的泵浦光通过聚焦耦合系统后，进入到谐振腔的输入镜M1，再入射到Nd:GGG晶体完成激光的增益过程，后经Co:LMA可饱和吸收体的饱和吸收后，将腔内杂乱的连续光调制成有序的超短脉冲光，产生的参量光在谐振腔内振荡从而使能量放大，从输出镜M2输出激光；本发明所述激光器以Nd:GGG晶体做为激光增益介质，实现了中心波长为1423.4nm的人眼安全激光输出，在泵浦功率为18.7W的情况下，最大平均输出功率为627mW，对应的光转换效率为3.35％，斜率效率为5.1％；随着泵浦功率从6.3W增加到18.7W，脉冲重复频率从4.1kHz到35kHz；在最大泵浦功率为18.7W时，最小脉冲宽度为102ns，脉冲重复频率为35kHz。2.一种端面泵浦的Co:LMA被动调Q脉冲Nd:GGG激光器，其特征在于：所述泵浦光源采用808nm光纤耦合连续光输出的二极管激光器，芯径为400μm，数值孔径为0.22。3.一种端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚新新，张华年，孙硕，张晗，盛伟涵，杨富豪，
申请(专利权)人：山东森格姆德激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：