【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种1.55μm波段被动调q脉冲激光器及其制备方法与应用，属于激光器件。
技术介绍
1、1.55μm波段激光具有高大气透过率、强烟雾穿透能力、易探测、可全天候应用和高度人眼安全等特性，将逐渐取代传统的1.06μm波段激光成为下一代人眼安全激光测距仪和激光雷达的探测波长。er3+/yb3+双掺磷酸盐玻璃是目前唯一一种1.55μm波段激光的商品化增益介质，因此国内外研发机构均用其通过被动调q技术获得百μj级高能量1.55μm波段的固体脉冲微型激光，并将其作为人眼安全激光测距仪的探测光源。但是er3+/yb3+双掺磷酸盐玻璃低的热导率(约0.8wm-1k-1)和激光损伤阈值限制了脉冲激光的工作性能和稳定性，增加了激光增益介质冷却方案的设计难度。相对于激光玻璃而言，激光晶体一般具有更高的机械和热性能，激光损伤阈值也更高，能够实现更高的激光输出功率，工作性能也更加稳定。er3+/yb3+双掺磷酸盐晶体不仅具有高的热导率(>2.0wm-1k-1)，而且其与1.55μm波段激光运转相关的光谱性能参数同er3+/yb3+双掺磷酸盐玻璃相当，也具有长的激光上能级荧光寿命，因此是一类可实现高能量或同时实现高重频、高能量和高峰值功率1.55μm波段脉冲激光运转的新型增益介质。
技术实现思路
1、本申请的一个方面提供了一种1.55μm波段被动调q脉冲激光器，采用erxybyr(1-x-y)m3(po4)3晶体作为1.55μm波段被动调q微型脉冲激光器的增益介质，相对于目前广泛应用的er3+
2、本申请所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器，包括泵浦源、激光腔输入镜、增益介质、调q元件和激光腔输出镜；
3、所述泵浦源、激光腔输入镜、增益介质、调q元件和激光腔输出镜依次沿光路同轴设置；
4、所述增益介质为erxybyr(1-x-y)m3(po4)3晶体；
5、其中，x＝0.3～3.0at.％，y＝5～50at.％；
6、r为sc、y、gd、lu元素中某一元素或若干元素的组合；
7、m为ca、sr、ba元素中某一元素或若干元素的组合；
8、所述泵浦源采用脉冲工作模式，泵浦脉冲周期为10～1000ms，泵浦脉冲宽度为1～10ms；
9、所述泵浦源为半导体激光器，产生976nm或940nm波段激光；
10、所述激光腔输入镜端面镀有激光腔输入镜介质膜；
11、所述激光腔输入镜介质膜在976nm或940nm波段处的透过率高于90％，在1.55μm波段处的透过率低于0.5％；
12、所述激光腔输出镜端面镀有激光腔输出镜介质膜；
13、所述激光腔输出镜介质膜在1.55μm波段处的透过率t为2％～30％；
14、所述调q元件包括co2+:mgal2o4晶体；
15、所述调q元件在1.55μm波段处的初始透过率为80％～98％；
16、增益介质中泵浦激光的腰斑直径为100-600μm；
17、所述增益介质的峰值入射泵浦功率为1-30w。
18、可选地，增益介质中泵浦激光的腰斑直径独立地选自100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、560μm、600μm中任一值或上述任意二者之间的范围值。
19、可选地，所述增益介质的峰值入射泵浦功率独立地选自1w、2w、5w、6w、7w、8w、10w、11w、12w、13w、14w、15w、16w、20w、25w、30w中任一值或上述任意二者之间的范围值。
20、当2％≤t<10％时，所述增益介质的峰值入射泵浦功率为6-8w或10-14w；
21、当10％≤t≤30％时，所述增益介质的峰值入射泵浦功率为9-11w或15-17w。
22、所述激光器通过控制入射泵浦功率，在一个泵浦脉冲宽度内实现1.55μm波段单脉冲激光运转，1.55μm波段脉冲激光的重复频率由泵浦源调制，使1.55μm波段脉冲激光的重复频率与泵浦源脉冲重复频率一致，为1-100hz；所述激光器可以实现单脉冲能量为百μj级的1.55μm波段脉冲激光输出。
23、所述激光器通过控制入射泵浦功率，也可以在一个泵浦脉冲宽度内实现khz级高重频的1.55μm波段多脉冲激光运转，所述激光器也可以实现单脉冲能量为百μj级的1.55μm波段脉冲激光输出。
24、可选地，x＝1.5-2.5at.％。
25、可选地，x独立地选自0.3at.％、1at.％、1.5at.％、1.6at.％、1.7at.％、1.8at.％、1.9at.％、2at.％、2.5at.％、3at.％中任一值或上述任意二者之间的范围值。
26、可选地，y＝15-25at.％。
27、可选地，y独立地选自5at.％、10at.％、15at.％、16at.％、17at.％、20at.％、24at.％、25at.％、30at.％、40at.％、50at.％中任一值或上述任意二者之间的范围值。
28、可选地，所述脉冲激光器还包括聚焦耦合镜，所述聚焦耦合镜设置在所述泵浦源和所述激光器输入镜之间，用于将所述泵浦源的出射光聚焦在所述增益介质上。所述增益介质置于泵浦光的聚焦点附近，不超出泵浦源出射光束的瑞利长度范围。
29、本申请又一方面提供了一种所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器的制备方法，包括：将激光腔输入镜、增益介质、调q元件和激光腔输出镜沿光路同轴紧贴在一起，并将泵浦源与增益介质、调q元件和激光腔输出镜同轴放置。
30、可选地，所述增益介质和调q元件采用光胶方式结合。
31、可选地，所述激光腔输入镜端面镀有激光腔输入镜介质膜；
32、所述激光腔输入镜介质膜在976nm或940nm波段处的透过率高于90％，在1.55μm波段处的透过率低于0.5％。
33、优选地，所述激光腔输入镜介质膜在1.55μm波段处的透过率≤0.1％。
34、可选地，所述激光腔输入镜介质膜直接镀在增益介质的输入端面，无需独立的激光腔输入镜。
35、可选地，所述激光腔输出镜端面镀有激光腔输出镜介质膜；
36、所述激光腔输出镜介质膜在1.55μm波段处的透过率为2％～30％；
37、优选地，所述激光腔输出镜介质膜在1.55本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种1.55μm波段被动调Q脉冲激光器，其特征在于，包括泵浦源、激光腔输入镜、增益介质、调Q元件和激光腔输出镜；
2.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器，其特征在于，x＝1.5-2.5at.％；
3.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器，其特征在于，当2％≤T<10％时，所述增益介质的峰值入射泵浦功率为6-8W或10-14W；
4.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器，其特征在于，所述脉冲激光器还包括聚焦耦合镜，所述聚焦耦合镜设置在所述泵浦源和所述激光器输入镜之间。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器的制备方法，其特征在于，包括：将激光腔输入镜、增益介质、调Q元件和激光腔输出镜沿光路同轴紧贴在一起，并将泵浦源与增益介质、调Q元件和激光腔输出镜同轴放置。
6.根据权利要求5所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器的制备方法，其特征在于，所述增益介质和调Q元件采用光胶方式结合。
7.根据权利要求5所述1.55μm波段被动
8.根据权利要求5所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器的制备方法，其特征在于，所述激光腔输入镜介质膜直接镀在蓝宝石晶体的输入端面，再将蓝宝石晶体的输出端面与增益介质的输入端面紧密贴合，所述镀膜后的蓝宝石晶体直接作为激光腔输入镜；
9.根据权利要求5所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器的制备方法，其特征在于，所述激光腔输出镜介质膜直接镀在调Q元件的输出端面，无需独立的激光腔输出镜；
10.一种权利要求1-5任一项所述1.55μm波段被动调Q脉冲激光器作为激光测距仪或激光雷达的探测光源的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种1.55μm波段被动调q脉冲激光器，其特征在于，包括泵浦源、激光腔输入镜、增益介质、调q元件和激光腔输出镜；
2.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器，其特征在于，x＝1.5-2.5at.％；
3.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器，其特征在于，当2％≤t<10％时，所述增益介质的峰值入射泵浦功率为6-8w或10-14w；
4.根据权利要求1所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器，其特征在于，所述脉冲激光器还包括聚焦耦合镜，所述聚焦耦合镜设置在所述泵浦源和所述激光器输入镜之间。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述1.55μm波段被动调q脉冲激光器的制备方法，其特征在于，包括：将激光腔输入镜、增益介质、调q元件和激光腔输出镜沿光路同轴紧贴在一起，并将泵浦源与增益介质、调q元件和激光腔输出镜同轴放置。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雨金，黄艺东，黄建华，林炎富，龚兴红，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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