一种大能量百皮秒1064nm激光器制造技术

本实用新型专利技术提出了一种大能量百皮秒1064nm激光器，用于解决现有技术中激光器不易高效输出，系统较为复杂，且制造成本低等问题。该激光器包括：1064nm百皮秒种子源、平凸透镜I、光隔离器、缩束准直透镜组、45

【技术实现步骤摘要】
一种大能量百皮秒1064nm激光器


[0001]本技术涉及激光器
，特别是指一种大能量百皮秒1064nm激光器。

技术介绍

[0002]激光器是一种能够发射激光的装置，用于激光器发射出的激光，光束质量纯净且光谱稳定、输出能量相对也比较稳定，由于激光器的这些优点，激光器被广泛的应用于军事、工业、科研、医疗美容等诸多行业。于军事上，可以用于光电对抗、激光制导等；于工业上，可以用于激光清洗、激光切割等；于科研领域，可以用于研究核聚变等；于医疗领域，可以利用激光与生物组织之间的相互作用，主要利用了激光与生物组织作用时的光热效应。如激光嫩肤、激光祛斑、祛纹身、治疗皮肤血管瘤等。选择性光热效应是目前各种激光美容产品主要依据的原理。利用选择性光热效应，通过选取特殊波长的激光对含有色素的组织结构进行大量的破坏，保留正常组织，且对面部的一些穴位照射，能够起到加速血液循环，促进皮肤新陈代谢，延缓衰老等美容养颜的功效。正是由于上述的种种功效，致使激光在医疗美容等领域得到了急速发展。
[0003]目前主流获得大能耐量百皮秒激光器的方案有：一是百皮秒种子源多次放大技术，这种方案结构更加稳定且简单，在能够保证光束质量前提下，还能够获得大能量的激光输出；第二种方案是基于受激布里渊散射脉宽压缩技术，这种方法虽然能够获得更高的光束质量，但是由于所采用的介质为液体，其整个光学系统的稳定性较差，做成的产品不适合长距离运输；消波技术是第三种方案，该技术的压缩脉宽原理一般是通过去掉脉冲的前沿或者后延、或者两者均被去除，所以该方案对系统的损耗较大，不易得到高效的能量输出。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中存在的不足，本技术提出了一种大能量百皮秒1064nm激光器，解决了中心激光器不易高效输出，系统结构复杂，成品较高且光束质量不佳的技术问题。
[0005]本技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种大能量百皮秒1064nm激光器，包括：1064nm百皮秒种子源、平凸透镜I、光隔离器、缩束准直透镜组、45
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高反镜I、45
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高反镜II、第一级放大器、偏振片、第二级放大器、四分之一波片、0
°
反射镜、45
°
高反镜III、扩束准直透镜组、45
°
高反镜IV、45
°
高反镜V（15）、第三级放大器；
[0007]所述1064nm百皮秒种子源反射出波长为1064nm的脉冲激光，依次通过所述平凸透镜I和光隔离器实现单方向输出，经过所述缩束准直透镜组将脉冲激光的激光发散角缩小的同时并准直，脉冲激光通过所述45
°
高反镜I和45
°
高反镜II的反射，进入所述第一级放大器中进行放大，后通过所述偏振片进入所述第二级放大器中进行放大，再通过所述四分之一波片和0
°
反射镜，将脉冲激光转为S偏振光，再次通过所述第二级放大器进行放大，并通过所述偏振片反射进所述45
°
高反镜III中，通过45
°
高反镜III反射进所述扩束准直透镜组
中，再通过所述45
°
高反镜IV和45
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高反镜V反射，注入到第三级放大器中，通过第三级放大器的放大后实现激光输出。
[0008]优选地，所述1064nm百皮秒种子源输出低能量高光束质量单纵模线偏振的1064nm皮秒激光，1064nm皮秒激光的范围为[1Hz，10Hz]。
[0009]优选地，所述缩束准直透镜组包括平凸透镜II、平凸透镜III和平凹透镜I；所述平凸透镜II和平凸透镜III均用于减小激光束腰半径，使得输出的激光的发散角变小；所述平凹透镜I使得输出的激光近似于平行光。
[0010]优选地，所述45
°
高反镜I、45
°
高反镜II、45
°
高反镜III、45
°
高反镜IV和45
°
高反镜V均用于改变激光的传输路线；其中，脉冲激光经过45
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高反镜I传输至45
°
高反镜II后反射进第一级放大器；45
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高反镜III反射的激光进入扩束准直透镜组；45
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高反镜IV反射的激光传输至45
°
高反镜V后再反射进第三放大器中。
[0011]优选地，所述偏振片用于透射激光的P偏振光，使激光注入到第二级放大器中进行第一次放大；四分之一波片用于将P偏振光转换成为S偏振光，并将S偏振光反射进第二级放大器中进行二次放大。
[0012]优选地，所述扩束准直透镜组包括平凹透镜II和平凸透镜IV，平凹透镜II和平凸透镜IV均镀有1064nm高透膜；扩束准直透镜组用于将激光光束直径扩大，避免功率密度过高，损坏后续的光学器件。
[0013]优选地，所述第一级放大器包括Nd:YAG晶体棒I和氙灯I；第二级放大器包括Nd:YAG晶体棒II和氙灯II；第三级放大器包括Nd:YAG晶体棒III和氙灯III；其中，氙灯I、氙灯II和氙灯III均用做泵浦源，分别为Nd:YAG晶体棒I、Nd:YAG晶体棒II和Nd:YAG晶体棒III提供能量；Nd:YAG晶体棒I、Nd:YAG晶体棒II和Nd:YAG晶体棒III通过吸收泵浦源的能量用于放大激光光束。
[0014]与现有技术相比，本技术产生的有益效果为：
[0015]1）本申请合理的分配使用放大器的布局，使得整体激光器在能达到最优输出的同时，尺寸达到最小，激光器整体集成化程度更高。
[0016]2）本申请通过放大器级间延时来控制输出能量的大小，保证在激光器输出能量调节过程中，脉冲宽度不变化，且激光器的热焦距稳定，能量输出稳定。
[0017]3）通过扩束准直透镜组实现激光光束的逐步扩大，并保证在激光传输时，激光光束始终以近似平行光的方式传输，使用此种方法能够实现资源利用的最大化，而且能够保证激光再放大过程中，激光的脉宽、偏振态、发散角等都不会发生明显改变，输出能量在不断地提升。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本技术的结构示意图。
[0020]图中：1：1064nm百皮秒种子源，2：平凸透镜I，3：光隔离器，4：缩束准直透镜组，4
‑
1：平凸透镜II，4
‑
2：平凸透镜III，4
‑
3：平凹透镜I，5：45
°
高反镜I，6：45
°
高反镜II，7：第一级放大器，7
‑
1：Nd:YAG晶体棒I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大能量百皮秒1064nm激光器，其特征在于，包括：1064nm百皮秒种子源（1）、平凸透镜I（2）、光隔离器（3）、缩束准直透镜组（4）、45
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高反镜I（5）、45
°
高反镜II（6）、第一级放大器（7）、偏振片（8）、第二级放大器（9）、四分之一波片（10）、0
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反射镜（11）、45
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高反镜III（12）、扩束准直透镜组（13）、45
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高反镜IV（14）、45
°
高反镜V（15）、第三级放大器（16）；所述1064nm百皮秒种子源（1）反射出波长为1064nm的脉冲激光，依次通过所述平凸透镜I（2）和光隔离器（3）实现单方向输出，经过所述缩束准直透镜组（4）将脉冲激光的激光发散角缩小的同时并准直，脉冲激光通过所述45
°
高反镜I（5）和45
°
高反镜II（6）的反射，进入所述第一级放大器（7）中进行放大，后通过所述偏振片（8）进入所述第二级放大器（9）中进行放大，再通过所述四分之一波片（10）和0
°
反射镜（11），将脉冲激光转为S偏振光，再次通过所述第二级放大器（9）进行放大，并通过所述偏振片（8）反射进所述45
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高反镜III（12）中，通过45
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高反镜III（12）反射进所述扩束准直透镜组（13）中，再通过所述45
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高反镜IV（14）和45
°
高反镜V（15）反射，注入到第三级放大器（16）中，通过第三级放大器（16）的放大后实现激光输出。2.根据权利要求1所述的大能量百皮秒1064nm激光器，其特征在于，所述1064nm百皮秒种子源（1）输出低能量高光束质量单纵模线偏振的1064nm皮秒激光，1064nm皮秒激光的范围为[1Hz，10Hz]。3.根据权利要求1所述的大能量百皮秒1064nm激光器，其特征在于，所述缩束准直透镜组（4）包括平凸透镜II（4
‑
1）、平凸透镜III（4
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2）和平凹透镜I（4
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3）；所述平凸透镜II（4
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1）和平凸透镜III（4
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2）均用于减小激光束腰半径，使得输出的激光的发散角变小；所述平凹透镜I（4
‑
3）使...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宇，宋长禹，李凯，李云飞，王汞，王志永，王武越，岳剑峰，于恒哲，吴頔，徐志鹏，王雨雷，吕志伟，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：