[实用新型]Tm：YAP增益开关激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种泵浦激光器，尤其涉及一种Tm：YAP增益开关激光器，属于激光设备领域。

背景技术

2μm波段光具有人眼安全的特性，它在军事、医疗和环境监测等方面有着广泛的用途。作为2μm波段激光器的工作物质，Tm：YAP晶体具有掺杂浓度高、转换效率高等优点，是一种具有极大应用潜力的新型固体激光材料。一般的，该波段常用的领域包括激光雷达、医学应用等。目前国外对此研究较多，而国内的相关应用研究才刚刚开始，人们围绕如何提高2μm波段激光输出功率及效率从材料与器件上进行了多方位的探索研究，特别是大功率半导体激光器出现后，促使人们以激光二极管为泵浦源在提供高效、小型化及性能稳定的2μm波段激光器上进行更深层次的研究和开发。

目前该领域的几个基本问题是：

1.国产化较低，目前国内没有系统的研究和稳定的实物；

2.小型化设备较少，极大地限制了其应用的领域；

3.与传统的泵浦方式相比，泵浦效率较低。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。

本实用新型提供了一种Tm：YAP增益开关激光器，包括电源、激光发射器、耦合器、TM：YAP晶体、声光调Q开关、透镜和光电探测器，沿着激光发射器的激光方向依次设置耦合器、TM：YAP晶体、声光调Q开关、透镜和光电探测 器。

优选的，上述激光器输出中心波长为795.2nm，光谱谱线宽度为1.7nm，最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1W。

优选的，上述声光调Q开关的声光晶体长度为46mm，射频频率为27.12MHz，通电损耗～55％，使用水冷方式对其进行制冷。

优选的，上述Tm：YAP增益开关激光器还包括示波器，与光电探测器连接。

优选的，上述Tm：YAP增益开关激光器还包括信号发生器，与声光调Q开关连接。

优选的，上述激光发射器发出的激光依次经过耦合器、TM：YAP晶体、声光调Q开关、透镜后到达光电探测器，再到达示波器。

本实用新型提供的Tm：YAP增益开关激光器结合TM：YAP激光器理论，设计出了小型化、高功率输出的增益开关激光器，填补了国内相关领域的一项空白。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记：1-电源；2-激光发射器；3-耦合器；4-TM：YAP晶体；5-声光调Q开关；6-透镜；7-光电探测器；8-示波器；9-信号发生器。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供的TM：YAP增益开关激光器，包括电源1、激光发射器2、耦合器3、TM：YAP晶体4、声光调Q开关5、透镜6和光电探测器7，沿着激 光发射器2的激光方向依次设置耦合器3、TM：YAP晶体4、声光调Q开关5、透镜6和光电探测器7。

激光器2输出中心波长为795.2nm，光谱谱线宽度为1.7nm，最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1W。声光调Q开关的声光晶体长度为46mm，射频频率为27.12MHz，通电损耗～55％，使用水冷方式对其进行制冷。此外，Tm：YAP增益开关激光器还包括示波器8，与光电探测器7连接。Tm：YAP增益开关激光器还包括信号发生器9，与声光调Q开关5连接。

其输出中心波长为795.2nm(20℃)，光谱谱线宽度为1.7nm最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1W，LD模块输出激光经光纤输出，光纤芯径200μm，数值孔径NA＝0.22，光纤输出泵浦光经过1∶1耦合系统聚焦于Tm：YAP晶体内部。

泵浦光聚焦焦点在晶体中的位置直接影响着介质吸收的泵浦光能量的效率，进而影响了激光器的阈值和斜效率。以晶体长度方向作为Z轴，前端面作为Z轴零点的面，泵浦光聚焦位置为Z，由于泵浦光经聚焦后在介质中传播时以角会聚发散，其发散角比激光的发射角大很多；同时泵浦光能量沿纵向传播并被介质逐渐吸收。并非将焦点会聚到介质中心最佳，若ZP位于介质中心处，则介质前半部分泵浦能量较强的部分光斑尺寸较大，从而降低了前半部分泵浦功率密度，导致阈值泵浦功率变大，效率变低；也并非将焦点会聚到介质入射面最佳，若ZP＝0，虽然前端面上泵浦功率密度较高，但前端面一小段介质吸收的泵浦能量毕竟有限，介质后半部分吸收的泵浦光光斑已被发散的非常大，从整个晶体来看，吸收泵浦的效率仍然不高。