[实用新型]一种超小型固体激光器

说明书

本实用新型涉及一种超小型固体激光器，包括以下部件：半导体激光器、激光介质、输入反射镜和输出反射镜构成的谐振腔、可饱和吸收体、聚焦系统、半导体制冷器(TEC)、热沉、热敏电阻；半导体激光器、聚焦系统、输入反射镜、激光介质、可饱和吸收体、输出反射镜按序安装在热沉的上部；半导体制冷器贴合安装在热沉的下部。本实用新型采用端面泵浦直接结构，比侧泵和灯泵激光器效率更高，与光纤耦合泵浦相比结构更加紧凑；半导体激光器与晶体平台分离，降低了半导体激光器产生的热对激光介质的影响，提高系统稳定性；通过优化聚焦系统，可将单脉冲能量由几十微焦提高到上百微焦及以上。成本低廉、易于调整、适于规模化批量生产。

技术领域

本实用新型涉及一种激光器，尤其涉及一种超小型固体激光器的结构和封装，属于激光技术领域。

背景技术

LD泵浦被动调Q激光器是获得高脉冲能量、高重复频率、大峰值功率、窄脉冲激光输出的重要技术。在中小功率固体激光器件中，被动调Q技术以其价格低廉、运转可靠和结构简单等优点而获得了广泛应用，其身影遍布了医疗、打标、光纤激光、测距和光谱分析等各个应用领域。随着激光设备逐渐向着小型化和便携式的方向发展，如手持式激光诱导击穿光谱仪(LIBS)等设备，对其中的被动调Q激光器提出了新的要求，为保证设备外形能够符合人体工美学要求，内部激光器必须满足体积小，重量轻，而为保证其较高的性能，又要求激光器的输出单脉冲能量尽量高。从被动调Q的原理我们知道，对于一个确定的激光器这两个要求是互相矛盾的。一般人们是从两个方面进行平衡和优化激光器，一是开发性能更加优良的调Q晶体或激光介质；二是优化激光器参数，如晶体的掺杂浓度、饱和吸收体的初始透过率、介质长度等参数。这两种传统的解决思路皆有其优点和局限性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种固体激光器，实现小型化封装、高脉冲能量和高稳定性的脉冲激光输出。技术方案如下：

一种固体激光器，包括以下部件：

激光介质：作为增益介质产生受激辐射；

半导体激光器：作为泵浦光用于泵浦激光介质；

聚焦系统：将半导体激光器产生的激光束压缩后耦合到激光介质内，使得泵浦光与激光模式匹配；

可饱和吸收体：置于激光介质之后，产生激光脉冲输出；

输入反射镜和输出反射镜：构成谐振腔，用于形成激光振荡输出；

热沉：用于承载激光介质、半导体激光器、聚焦系统、可饱和吸收体、输入反射镜和输出反射镜；

半导体制冷器：控制半导体激光器和激光介质的温度，保证固体激光器整个系统能长时间稳定工作；

热敏电阻：用于监测半导体激光器的温度；

半导体激光器、聚焦系统、输入反射镜、激光介质、可饱和吸收体、输出反射镜按序安装在热沉的上部；半导体制冷器贴合安装在热沉的下部。

进一步地，激光介质选自Nd:YAG晶体、Nd:YVO4晶体、Nd:YLF晶体中的至少一种，激光介质的掺杂浓度范围0.2％～1.8％。

进一步地，激光介质的第一端面镀800～810nm和1030～1090nm增透光学薄膜，激光介质的第二端面镀800～810nm和1030～1090nm增透光学薄膜。

进一步地，半导体激光器从激光介质端面进行泵浦，半导体激光器波长为800～810nm。

进一步地，聚焦系统至少包括一个光学透镜。

进一步地，聚焦系统位置由半导体激光器的发散角和光学透镜焦距确定。