一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，包括种子源以及激光放大组件；种子源内具有以激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体，且可饱和吸收体Cr:YAG位于输出侧。本实用新型专利技术的窄脉宽激光器的种子源可达到脉宽1ns

【技术实现步骤摘要】
一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器


[0001]本技术涉及激光器
，尤其涉及一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器。

技术介绍

[0002]由于激光有很好的单色性，因此能很好的适用于人体相关组织的选择吸收性，可以选择不同的波长针对不同的人体组织进行相应的治疗。其中的一个重要分支就是利用激光针对色素类疾病的治疗，如雀斑、纹身、胎记等。利用激光技术来对皮肤色素类的相关疾病进行治疗的基本理论依据为“选择性光热解”理论。根据这一理论，要想能利用“选择性光热解”进行相关疾病的治疗，需要激光满足以下几个条件：首先是大部分激光能够被病变部位吸收而对病变边上的正常部分不造成损伤，即要求特殊的激光波长；其次是脉冲的持续时间要足够短，不超过相关机体的热弛豫时间，这就对激光的脉冲宽度有要求，激光光束的脉冲宽度越窄，受照射的人体组织的痛感也就越小；最后一个要求是激光的能量密度要大，达到病变组织被破坏需要的能量或温度。因此，激光波长为1064nm，脉宽为纳秒级或亚纳秒、单脉冲能量为百毫焦量级的Nd:YAG激光美容机有很大的应用前景。
[0003]现市面上常见的纳秒级美容机激光器多是通过电光调Q方式压缩脉宽至8ns左右，针对一些常规色素病变疗效果较好，但对于一些顽固的色素颗粒沉着的肌肤问题治疗效果一般，需经多次反复治疗。近些年，临床上采用减小激光脉宽提高峰值功率的办法来治疗这类顽固性色素病变，效果较好。
[0004]根据国内外在窄脉宽高能量激光器方向上的相关研究，目前所使用的实现方法有以下几种：锁模、SBS(受激布里渊散射)压缩、脉冲削波以及微片种子源等方式。
[0005]其中，锁模技术能将激光的脉冲宽度压到皮秒量级，但要求的光学结构十分复杂，对电路同步精度和环境要求较高；受激布里渊散射(SBS)压缩技术为保证出光的稳定性，入射光源需要单纵模光束，单纵模激光器的经济成本较高，整体激光器器件数量也较多；脉冲削波技术对削波电光器件的容值和其驱动电路要求很高，一般要求驱动电路的上升沿和下降沿时间达到激光脉宽的一半以下，国内器件较难实现；微片激光器为小尺寸的工作物质键合被动调Q晶体，通过LD泵浦，实现窄脉冲输出，再通过隔离放大实现大能量的皮秒级脉宽输出。这种结构也是目前国内外皮秒激光普遍采用的方式，微片激光器一般输出能量为100uJ
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200uJ能量，经过三到四级放大实现约500mJ、500ps脉宽的输出，在放大过程中，能量被放大3000倍以上，存在较大的热致双折射效应、热透镜效应和ASE光，实现过程需要较大的物理空间和技术难度，维护中对器件调节有一定难度。
[0006]因此，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器。本申请提供一种实现波长为1064nm/532nm，脉冲能量为500mJ，脉宽为1ns
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2ns/4ns
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5ns的双脉宽激光器，相对于以上皮秒机实现方式，该激光器具有结构简单、器件数量少、输出稳定、成本较低、便于维护，治疗范围更广等特点。而相比市面上常规的调Q美容机又具有热扩散范围小、精度高等特点，能更好的治疗色素类皮肤疾病。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种种子源结构简单，器件极少，采用特殊切向的Cr:YAG与Nd:YAG键合，调节好键合晶体棒的相对位置及电源、冷却等参数，便可在1Hz
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10Hz下获得偏振态良好的激光输出，仅经过单棒双程放大或双灯双棒单程放大即可实现较为可观的能量输出，且整体结构简单易调节的具有高能量种子源的窄脉宽激光器。
[0008]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0009]本技术的一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，该激光器包括：
[0010]种子源，所述种子源分为第一种子源和第二种子源，且所述第一种子源内的氙灯和所述第二种子源内的氙灯在电路上并联布置；以及
[0011]位于所述种子源的光路输出端的激光放大组件；
[0012]所述种子源内具有以激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体，且所述可饱和吸收体Cr:YAG位于输出侧；
[0013]所述激光晶体Nd:YAG一侧端面镀高反膜，所述可饱和吸收体Cr:YAG一侧端面镀输出膜。
[0014]进一步的，所述第一种子源包括：
[0015]第一聚光腔，所述第一聚光腔采用不锈钢腔体外壳，且所述不锈钢腔体外壳内部形成为椭圆陶瓷腔；
[0016]位于所述第一聚光腔内的第一键合晶体和第一氙灯；
[0017]所述第一键合晶体被配置为激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体；
[0018]所述第一键合晶体的直径为3mm～5mm，长度为25mm～40mm；
[0019]所述第一键合晶体的激光晶体Nd:YAG的掺杂浓度为1％～2％，高反膜反射率大于99.5％；
[0020]所述第一键合晶体的可饱和吸收体Cr:YAG的初始透过率为10％～30％，输出膜层透过率为30％～70％；
[0021]所述第一氙灯为侧泵方式，所述第一氙灯的内径为3mm～5mm，弧长为20mm～35mm，所述第一氙灯充气压力为450torr
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1000torr；
[0022]所述第一种子源的光源输入能量为7J～10J，放电脉冲为270μs
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500μs。
[0023]进一步的，所述第二种子源包括：
[0024]第二聚光腔，所述第二聚光腔采用不锈钢腔体外壳，且所述不锈钢腔体外壳内部形成为椭圆陶瓷腔；
[0025]位于所述第二聚光腔内的第二键合晶体和第二氙灯；
[0026]所述第二键合晶体被配置为激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体；
[0027]所述第二键合晶体的直径为3mm～5mm，长度为25mm～50mm；
[0028]所述第二键合晶体的激光晶体Nd:YAG的掺杂浓度为1％～2％，Nd:YAG一侧端面镀的膜为高反膜，且该高反膜反射率大于99.5％；
[0029]所述第二键合晶体的可饱和吸收体Cr:YAG的初始透过率为10％～35％，端面输出膜层透过率为30％～70％
[0030]所述第二氙灯为侧泵方式，所述第二氙灯的内径为3mm～5mm，弧长为20mm～35mm，所述第二氙灯充气压力为450torr
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1000torr；
[0031]所述第二种子源的光源输入能量为7J～10J，放电脉冲为270μs
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500μs。
[0032]进一步的，所述第一种子源的输出端沿光路布置有第一扩束镜和第一偏振片；
[0033]所述第二种子源的输出端沿光路布置有第二扩束镜和第二全反镜；
[0034]所述第一偏振片的输出端沿光路依次布置有二分之一波片、光阑、第二偏振片和所述激光放大组件；
[0035]经过所述激光放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，其特征在于，该激光器包括：种子源，所述种子源分为第一种子源和第二种子源，且所述第一种子源内的氙灯和所述第二种子源内的氙灯在电路上并联布置；以及位于所述种子源的光路输出端的激光放大组件；所述种子源内具有以激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体，且所述可饱和吸收体Cr:YAG位于输出侧；所述激光晶体Nd:YAG一侧端面镀高反膜，所述可饱和吸收体Cr:YAG一侧端面镀输出膜。2.根据权利要求1所述的一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，其特征在于，所述第一种子源包括：第一聚光腔(103)，所述第一聚光腔(103)采用不锈钢腔体外壳，且所述不锈钢腔体外壳内部形成为椭圆形陶瓷腔；位于所述第一聚光腔(103)内的第一键合晶体(101)和第一氙灯(102)；所述第一键合晶体(101)被配置为激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体；所述第一键合晶体(101)的直径为3mm～5mm，长度为25mm～40mm；所述第一键合晶体(101)的激光晶体Nd:YAG的高反膜反射率大于99.5％；所述第一键合晶体(101)的可饱和吸收体Cr:YAG的初始透过率为10％～30％，输出膜层透过率为30％～70％；所述第一氙灯(102)为侧泵方式，所述第一氙灯(102)的内径为3mm～5mm，弧长为20mm～35mm，所述第一氙灯(102)充气压力为450torr
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1000torr；所述第一种子源的光源输入能量为7J～10J，放电脉冲为270μs
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500μs。3.根据权利要求2所述的一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，其特征在于，所述第二种子源包括：第二聚光腔(106)，所述第二聚光腔(106)采用不锈钢腔体外壳，且所述不锈钢腔体外壳内部形成为椭圆形陶瓷腔；位于所述第二聚光腔(106)内的第二键合晶体(104)和第二氙灯(105)；所述第二键合晶体(104)被配置为激光晶体Nd:YAG和可饱和吸收体Cr:YAG键合的键合晶体；所述第二键合晶体(104)的直径为3mm～5mm，长度为25mm～50mm；所述第二键合晶体(104)的激光晶体Nd:YAG的一侧端面镀的膜为高反膜，且该高反膜反射率大于99.5％；所述第二键合晶体(104)的可饱和吸收体Cr:YAG的初始透过率为10％～35％，端面输出膜层透过率为30％～70％；所述第二氙灯(105)为侧泵方式，所述第二氙灯(105)的内径为3mm～5mm，弧长为20mm～35mm，所述第二氙灯(105)充气压力为450torr
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1000torr；所述第二种子源的光源输入能量为7J～10J，放电脉冲为270μs
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500μs。4.根据权利要求3所述的一种具有高能量种子源的窄脉宽激光器，其特征在于，所述第一种子源的输出端沿光路布置有第一扩束镜(2)和第一偏振片(3)；
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【专利技术属性】
技术研发人员：付兴旺，李钊，朱珠，孙振皓，邵建华，徐静，葛岩，华阳，朱明宇，
申请(专利权)人：吉林省科英医疗激光有限责任公司，
类型：新型
国别省市：