一种透明胶体激光介质构建的流体激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种透明胶体激光介质构建的流体激光器，属于激光器领域。该流体激光器包括半导体泵浦源激光器，第一透镜，第二透镜，平凹镜，激光介质循环系统，平平镜；所述激光介质循环系统由激光介质固定装置，连接法兰，软管，透明胶体储液箱，循环泵组成。所述半导体激光器泵浦源输出的激光，经第一透镜和第二透镜所组成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统，由平凹镜和平平镜所组成谐振腔，其中平凹镜为输入镜，平平镜为输出镜。本实用新型专利技术流体激光器与传统固体激光器相比，该流体激光器不易出现损伤，具有良好的光学性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激光器，具体地涉及一种透明胶体激光介质构建的流体激光器，属于激光器领域。
技术介绍
高重复强激光技术是激光技术的重大发展方向之一，在人类未来新能源、国家经济建设、科学研究等领域上有着重要作用，尤其是在建设战术激光武器上具有很高的战略意义。例如美国正在建造的192束、1. 8兆焦耳脉冲能量的国家点火设备(NIF)，我国正在研制的60束、100KJ的神光-1II主机巨型装置等，除了在某些领域探索气体激光外，大部分都采用的是固体激光，使用固体激光介质制作的固体激光器。目前由于固体强激光系统采用固体激光工作介质不可避免地遇到了一些困难和技术瓶颈。一是固体激光材料在高功率工作中容易造成损伤点，并且一旦生成损伤点，在高功率运行中会迅速扩大，最终导致自身的破坏，这已经成为激光器运转功率继续提升的一个很严峻的自然瓶颈；二是固体激光器在高功率条件运行下激光工作介质的热效应，由于没有较好的冷却方案，无法从根本上降低废热，从而影响高重频、高光束质量的激光输出，也就限制了它的重复使用率、使用范围、运转周期和使用寿命；同时使运行成本居高不下，达不到大规模商业化生产的要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种能克服目前固体激光材料制作的固体激光器所存在的缺陷和不足，提供一种透明胶体激光介质构建的新型流体激光器。所述激光介质构建的流体激光器具有不易受损伤和良好的导热性能。为实现 上述目的，本技术采用以下技术措施构成的技术方案来实现的。本技术提出的一种透明胶体激光工作物质构建的流体激光器，其特征在于包括半导体泵浦源激光器，第一透镜，第二透镜，平凹镜，激光介质循环系统，平平镜；所述半导体激光器泵浦源输出的激光，经过第一透镜和第二透镜所构成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统，由平凹镜和平平镜所构成激光谐振腔，平凹镜为输入镜，平平镜为输出镜。上述技术方案中，所述激光介质循环系统由激光介质固定装置，连接法兰，软管，透明胶体储液箱，循环泵组成；所述激光介质固定装置通过连接法兰与软管连接，软管与透明胶体储液箱连接，透明胶体储液箱通过循环泵将箱内的透明胶体注入激光介质固定装置中并使透明胶体发生循环流动。上述技术方案中，所述激光介质固定装置由第一镀膜钛宝石圆片、第二镀膜钛宝石片、导管、铜圆片和密封圈组成；第一镀膜钛宝石圆片和第二镀膜钛宝石圆片通过密封圈分开，其两者之间形成微腔，导管与铜圆片密封连接。本技术制备的透明胶体激光介质具有良好的流动性和高的导热性，因而此激光介质的温度梯度问题得到缓解；采用此透明胶体激光介质构建的流体激光器，不易出现损伤，且具有较高的荧光量子效率及良好的光学性能；可广泛地应用于需要激光器的国防、通讯等众多相关领域。附图说明图1是本技术透明胶体激光介质构建的流体激光器的结构示意图；图2是图1中所述流体激光器中激光介质循环系统的结构示意图；图3是图2中所述激光介质循环系统中激光介质固定装置结构示意图。图中，I半导体泵浦源激光器，2第一透镜，3第二透镜，4平-凹镜，5激光介质循环系统，6平平镜，7激光介质固定装置，8连接法兰，9软管，10透明胶体储液箱，11循环泵，12镀膜第一钛宝石圆片，13导管，14镀膜第二钛宝石圆片，15铜圆片，16密封圈。具体实施方式以下结合附图并通过具体实施例对本技术作进一步详细说明，但不应理解为是对本技术保护内容构成的任何限制。图1中，本专利技术包括半导体激光器泵浦源I，其输出波长为808nm，第一透镜2，第二透镜3，平凹镜4，激光介质循环系统5，平平镜6 ;所述半导体激光器泵浦源I输出的激光，经过第一透镜2和第 二透镜3所组成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统5，由平凹镜4和平平镜6所组成激光谐振腔，平凹镜4为输入镜，平凹镜4入射面镀808nm增透膜，其另外一面镀1064nm全反膜，平平镜6为输出镜，平平镜6入射面镀808nm全反膜，另一面镀1064nm增透膜。图2中，所述流体激光器中的激光介质循环系统5由激光介质固定装置7、连接法兰8、软管9、透明胶体储液箱10和循环泵11组成；所述激光介质固定装置7通过连接法兰8与软管9密封相连，软管9与透明胶体储液箱10 —端密封连接，透明胶体储液箱10另一端通过软管与循环泵11密封相连，循环泵11再通过连接法兰8与激光介质固定装置7密封相连。图3中,所述激光介质循环系统5中的激光介质固定装置7由第一镀膜钛宝石圆片12、第二镀膜钛宝石片14、导管13、铜圆片15和密封圈16组成；所述第一镀膜钛宝石圆片12和第二镀膜钛宝石圆片14通过密封圈16分开，其两者之间形成微腔；所述镀膜钛宝石圆片14通过石蜡与铜圆片15密封相连，另一钛宝石圆片12同样通过石蜡和铜宝石圆片密封相连，所述导管13与铜圆片15密封相接。实施例本技术首先制备透明胶体激光介质，其具体步骤如下(I)制备稀土激活离子掺杂稀土纳米晶在含有溶剂和表面活性剂的混合溶液中加入稀土盐，搅拌10 30分钟；随后加入氟盐得复合溶液，调节其pH值6 9，搅拌10 60分钟；再将复合溶液转移到水热釜中，在160 230°C下反应6 36小时；加入乙醇或环己烷收集沉淀，离心分离，于60°C的烘箱中干燥24小时，即制得稀土激活离子掺杂稀土纳米晶；(2)除去掺杂稀土纳米晶表面活性剂在室温下将步骤(I)制得的稀土激活离子掺杂稀土纳米晶以O. 2g/L 2.0g/L的浓度分散在甲醇和氯仿中得混合溶液，将所述混合溶液缓慢滴加到酸性或碱性氯仿溶液中，超声振荡4 8小时，在真空条件下除去多余甲醇和氯仿，除去掺杂稀土纳米晶表面的活性剂；(3)利用有机配体敏化掺杂稀土纳米晶将步骤(2)除去表面活性剂的掺杂稀土纳米晶加入到含有机配体的乙醇溶液中敏化，在60 140°C温度条件下回流2 8小时，反应完成后旋蒸除去多余乙醇；(4)透明胶体激光工作物质的获得用乙醇和去离子水将步骤(3)反应后的掺杂稀土纳米晶反复洗涤三次，在60°C的烘箱中干燥48小时，再将干燥后的掺杂稀土纳米晶粉末分散在重水或氘代的有机介质中，即获得透明胶体激光工作物质。具体制备透明胶体钕掺杂氟化镧纳米晶(LaF3 = Nd)将9 ml十八烯、10 ml乙醇和20 ml油酸混合在一起，搅拌下向该溶液加入总共Immol的稀土硝酸盐,其中(Ln (NO3) 3，Ln: 95 mol% La, 5 mol% Nd水溶液，搅拌10分钟；再加Λ 4 ml NH4F(1. 0M)水溶液，随后加入3mol/l氨水调节pH为6，搅拌10分钟得混合溶液；将所述混合溶液转移到50 ml水热釜中，于160°C温度条件下水热处理6小时；自然冷却后，加入环己烷收集沉淀，并用离心机分离；然后用乙醇和去离子水反复洗涤三次，于60°C温度的烘箱中干燥24小时；即可得到表面带有油酸的钕掺杂氟化镧纳米晶；将O. 06g表面带有油酸的LaF3 = Nd加入到60 ml的甲醇氯仿为1:1, v/v的混合溶剂中，向含有盐酸的PH为3的氯仿溶液中缓慢滴加所述混合溶液，将此复合溶液超声4小时后，在真空条件下除去多余甲醇和氯仿，并用乙醇和去离子水反复洗涤三次，随后加入到邻菲罗啉的乙醇溶液中，在60 1温度条件下回流2个小时，冷却，旋蒸除去多余乙醇，用水和乙醇洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于包括半导体激光器泵浦源（1），第一透镜（2），第二透镜（3），平凹镜（4），激光介质循环系统（5），平平镜（6）；所述半导体激光器泵浦源（1）输出的激光，经过第一透镜（2）和第二透镜（3）所组成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统（5），由平凹镜（4）和平平镜（6）组成激光谐振腔，平凹镜（4）为输入镜，平平镜（6）为输出镜。

【技术特征摘要】
1.一种透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于包括半导体激光器泵浦源(1)，第一透镜(2)，第二透镜(3)，平凹镜(4)，激光介质循环系统(5)，平平镜(6);所述半导体激光器泵浦源(I)输出的激光，经过第一透镜(2)和第二透镜(3)所组成的4f系统准直后入射到激光介质循环系统(5)，由平凹镜(4)和平平镜(6)组成激光谐振腔，平凹镜(4)为输入镜，平平镜(6)为输出镜。2.根据权利要求1所述透明胶体激光介质构建的流体激光器，其特征在于所述激光介质循环系统(5)由激光介质固定装置(7)、连接法兰(8)、软管(9)、透明胶体储液箱(10)和循环泵(11)...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国英，代江云，周寿桓，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：实用新型
国别省市：