[发明专利]激光二极管泵浦多晶体调Q激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器的技术领域，具体说是一种激光增益介质由第一激光增益介质和第二激光增益介质构成，在不同的调制频率范围内都具有很好表现的激光二极管泵浦多晶体调Q激光器。

背景技术

端泵激光器是目前工业上最为常用的一种激光器，其具有光束质量好、脉冲宽度短、峰值功率高、结构紧凑、稳定性好等优点，广泛应用于激光标记、硅片刻划、等领域，目前常用的端泵激光器分为Nd:YVO4和Nd:YAG两种，Nd:YVO4受激截面较大，增益高，转换效率高，但其上能级寿命较短，因此只有在Q开关调制频率较高的状态下，才能具有较高的效率，一般对于Nd:YVO4激光器只能工作在10kHz以上，才有较好的性能，当频率低于10kHz，由于两个脉冲之间的间隔时间较长，且Nd:YVO4的上能级寿命小于100μs，此时一部分泵浦能量以自发辐射的形式被浪费掉了，所以一般情况下Nd:YVO4激光器在低频工作时效率较低，例如对于一个连续输出10W的Nd:YVO4激光器，在调制频率为30kHz时输出的激光功率可以达到8W-9W，而在10kHz时输出的激光只有3W-4W，因此对于Nd:YVO4激光器只有工作在高频状态下才有优势，且在50kHz的高频工作下Nd:YVO4激光器的脉宽特性依然很好，能够获得小于20ns的脉冲宽度。而对于Nd:YAG激光器其上能级寿命较长，受激截面相对于Nd:YVO4较小，但Nd:YAG在低频工作下却有很好的性能，当调制频率较高时，脉冲宽度会明显增加，例如一台连续输出10W的Nd:YAG激光器，在重复频率为50kHz时，其脉宽将达到40ns左右，而在调制频率为10kHz时可以获得10ns左右的脉冲宽度。上述现有技术中的两种不同的激光器适用于不同的使用场合，也分别都具有不同的弱点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种激光增益介质由第一激光增益介质和第二激光增益介质构成，在不同的调制频率范围内都具有很好表现的激光二极管泵浦多晶体调Q激光器。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的激光二极管泵浦多晶体调Q激光器，包括：激光二极管、传能光纤、耦合系统、激光增益介质、Q开关、全反射镜和激光输出镜，上述激光增益介质由第一激光增益介质和第二激光增益介质构成，在光路传导方向上，第一激光增益介质设置在第二激光增益介质之前；激光二极管发出泵浦光经过传能光纤和耦合系统聚焦后传输到第一激光增益介质和第二激光增益介质中，并对上述两块激光增益介质进行泵浦，第一激光增益介质和第二激光增益介质产生自发辐射，通过全反射镜及激光输出镜的反馈及模式选择，形成受激发射，在Q开关的调制作用下，产生脉冲激光，并由输出镜输出。

本发明还可采用以下技术方案：

所述的激光二极管的中心波长为808nm、879nm、880nm、885nm、888nm、914nm、940nm、976nm或912nm之中的任一种。

所述的第一激光增益介质的上能级寿命长且发射截面小。

构成第一激光增益介质的材料是Nd:YAG晶体、Nd:GGG晶体、Nd:YLF晶体、Yb:YAG晶体之中的任一种。

所述的第二激光增益介质的上能级寿命短且发射截面大。

构成第二激光增益介质的材料是Nd:YVO₄晶体、Nd:GdVO₄晶体、Nd:LVO₄晶体之中的任一种或以上至少两种晶体的键合及胶合晶体。

所述的Q开关为声光Q开关、电光Q开关或被动Q开关之中的任一种。

所述的第一激光增益介质的上能级寿命短且发射截面大，构成第一激光增益介质的材料是Nd:YVO₄晶体、Nd:GdVO₄晶体、Nd:LVO₄晶体之中的任一种；第二激光增益介质的上能级寿命长且发射截面小，构成第二激光增益介质的材料是Nd:YAG晶体、Nd:GGG晶体、Nd:YLF晶体、Yb:YAG晶体之中的任一种。

本发明具有的优点和积极效果是：