[实用新型]一种医用2.79μm电光调Q Cr,Er:YSGG激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及医用2.79μm电光调Q Cr,Er:YSGG（掺铒,铬钇钪镓石榴石Erbium,Chromium∶Yttrium-Scandium-Gallium-Garnet）激光器。 

背景技术

2.79μm波长的YSGG铒激光在生物医疗、科研、军事等领域有着重要的应用。由于水和羟基磷灰石对该波长激光的有效吸收，可将其用于眼角膜、牙齿和骨骼等组织的精准切削或消融，纳秒级的窄脉冲能极大地减小激光对周围组织的热损伤，并提高切削精度，是一种精准切削或消融的理想医用激光源。此外，高峰值功率、高脉冲能量的2.79μm脉冲激光还能用作光学参量振荡器的泵浦源，以获得足够强的3-12μm的中红外激光，在远距离大气探测、毒气检测、光电对抗等领域有着重要的应用。因此，发展2.79μm窄脉冲、高能量的激光技术和激光器具有重要的应用价值。 

纳秒脉冲激光需要通过调Q技术来实现，2.79μm波长激光调Q主要有电光调Q、声光调Q、FTIR调Q、饱和吸收体调Q等方法。在精确操控和探测应用领域的高能量激光器中，电光Q开关凭借其效率高、开关速度快、稳定可控等优势发挥着不可替代的作用。合适的红外电光晶体是Q开关的关键，优良的Q开关晶体在工作波长应该具有透光性好、损伤阈值高、物化性能稳定、不易潮解等特点。科学家已经研制出几种优良性能2-3μm近红外电光晶体，例如LN，RTP等。但是，研究发现RTP在2.8μm附近存在吸收峰，不能用作该波段的调Q晶体。目前已成功应用于2.79μm波段较高能量激光的电光晶体只有LN，不过LN低的损伤阈值限制了输出能量的提高，并且该电光晶体的压电效应对Q开关工作效率有一定的影响。 

1993年，F等人（F.M.Frenz,V.Romano,M.Forrer,H.P.Weber,A.V.Kharkovsky,and S.I.Khomenko,Opt.Commun.103,398(1993).）利用LN制作的电光Q开关，在灯泵Cr,Er:YSGG激光器中获得了脉冲能量26.9mJ，脉宽28ns的激光输出，峰值功率0.96MW。1995年，DM Rines等人（D.M.Rines,G.A.Rines,and P.F.Moulton,in Advanced Solid State Lasers,B.Chai and S.Payne,eds.,Vol.24of OSA Proceedings Series(Optical Society of America,1995),paper PO7.）在高功率密度泵浦OPO研究中，采用LN制作的电光Q开关， 在灯泵Cr,Er:YSGG激光器中获得了脉冲能量26mJ，脉宽35ns的2.79μm激光输出。2008年，国内刘金生等人（Jin-Sheng L,Jing-Jiao L.Chinese Physics Letters,2008,25(4):1293.）利用LN制作的电光Q开关，在灯泵Cr,Er:YSGG激光器中获得了脉冲能量72.3mJ，脉宽31.9ns的2.79μm激光输出。随后，2.79μm波段调Q激光由于红外电光晶体低损伤阈值限制，该波段激光能量和峰值功率难以大幅度提高。因此迫切需要寻找适合于2.79μm波长的具有高损伤阈值的电光晶体。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为：克服现有技术中的不足，提供一种具有高能量脉冲、纳秒级脉宽的医用2.79μm电光调Q Cr,Er:YSGG激光器，该激光器具有输出功率稳定，光斑强度分布均匀等特点。 

本实用新型的技术方案为：一种医用2.79μm电光调Q Cr,Er:YSGG激光器包括：全反腔片、电光Q开关、氙灯、激光棒、聚光腔、波片、输出腔片、退压调Q电路板、激光电源和激光水冷系统，所述激光棒和氙灯并行安装在所述聚光腔内与水冷系统连接，氙灯发出的光称为泵浦光，通过聚光腔将泵浦光最大程度地汇聚到激光棒作为泵浦能量；水冷系统对聚光腔及腔内的激光棒和氙灯进行冷却；所述激光电源为所述氙灯提供电能量，控制氙灯、电光Q开关和水冷系统协调工作；电源内的调Q电源控制电光Q开关打开的时间，提供调Q高压，并通过高压线调Q晶体两电极相连，两电极位于晶体的两侧，紧贴晶体Y-Z面表面；所述全反腔片和所述输出腔片平行于激光棒两端面放置，电光Q开关置于全反腔片与激光棒端面之间；所述电光Q开关由起偏器和电光调Q晶体组成；所述调Q晶体为硅酸镓镧晶体（LGS）；所述激光棒为Cr,Er:YSGG激光晶体；所述波片为1/4波片。