[发明专利]一种腔内泵浦声光调Q掺钬固体激光器

说明书

本发明公开了腔内泵浦声光调Q掺钬固体激光器，包括半导体激光器(100)、耦合单元(101)、输入镜(102)、第一增益介质(103)、第二增益介质(104)、声光晶体(105)和输出镜(106)；所述半导体激光器(100)发出的泵浦光进入耦合单元(101)，经耦合单元调整后的泵浦光经过输入镜进入激光谐振腔，通过第一增益介质，第二增益介质、并经过声光晶体调Q之后，由输出镜输出激光脉冲；所述第一增益介质为掺铥固体激光介质，所述第二增益介质为掺钬固体激光介质，选Ho:YAG晶体、Ho:LuAG晶体或陶瓷；第一增益介质的出光面与第二增益介质的入光面之间的距离小于10mm。

技术领域

本发明涉及固体激光技术领域，具体涉及一种腔内泵浦声光调Q掺钬固体激光器。

背景技术

钬(Ho)激光系统是一种重要的产生～2μm激光的系统，Ho³⁺的⁵I₇→⁵I₈跃迁发射的荧光波长为～2.1μm。相较于铥(Tm)激光系统，Ho激光系统的最大优势在于同体系掺Ho材料拥有数倍于掺Tm材料的吸收和发射截面，而荧光寿命相当，更有利于聚积能量实现高能脉冲输出，且Ho激光系统比Tm激光系统的激光波长更趋向于长波长。～2.1μm激光在医疗、军事、遥感测距等方面均有重要的应用。在临床医学领域，该激光波长与水的吸收峰接近，生物组织对其吸收系数大，穿透深度浅为0.5mm，对组织周围的热凝固损伤小，用于体表疾病的手术能保证手术过程中的安全。现在，脉冲式固体Ho:YAG激光器已经用于眼科、耳鼻喉科、普外科等临床各科，是正被推广的优秀医用激光。

直接与Ho³⁺的吸收峰相匹配的～1.9μm波段半导体泵浦源较少，一般用敏化离子共掺的方法使可以采用商业化的半导体激光器做泵浦源，利用敏化离子与Ho³⁺离子之间的能量传递来实现对Ho³⁺离子的激发。尽管共掺系统能够解决Ho³⁺激光系统的泵浦源问题，但也存在着显著的缺点：不可避免的复杂的能量传递及较强的上转换效应，使得实际用于产生激光的泵浦能量较少，能量转换效率不高。另一种常用的方法是采用Tm光纤激光器或者固体激光器泵浦Ho激光系统；该方法需要选取合适的掺Tm基质材料使其发射波长恰好位于Ho材料的吸收峰以得到最大的泵浦吸收率，或者采用外部光谱调谐元件对Tm激光器进行波长锁定，这在一定程度上增加了激光系统整体的复杂性。

另一种Tm激光器泵浦Ho系统的方式是腔内泵浦方式，腔内泵浦就是通过半导体激光器泵浦的第一增益介质产生的激光作为第二增益介质的泵浦光，使第二增益介质对第一增益介质发射出的激光有一定的吸收效率(即使吸收很少)，由于腔内功率密度较大，小的吸收效率也可以获得较高功率的吸收。腔内泵浦方式通过谐振腔腔镜的合理镀膜将第一个增益介质产生激光限制在谐振腔内，减少了利用激光去泵浦激光材料时需要的准直聚焦系统，使整个系统的结构更加紧凑。因此，腔内泵浦掺钬固体激光材料产生2.1μm激光的技术方案可行且有效，结合声光调Q脉冲重复频率稳定、易于控制等特点，可以获得稳定的2.1μm波段脉冲激光。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种腔内泵浦声光调Q掺钬激光器，实现2.1μm波段脉冲激光输出。该激光器结构紧凑、成本低廉、易于实现。

本发明的技术方案是：本发明提供了一种腔内泵浦声光调Q掺钬固体激光器，包括半导体激光器(100)、耦合单元(101)、输入镜(102)、第一增益介质(103)、第二增益介质(104)、声光晶体(105)和输出镜(106)；所述半导体激光器(100)发出的泵浦光进入耦合单元(101)，经耦合单元(101)调整后的泵浦光经过输入镜(102)进入激光谐振腔，通过第一增益介质(103)，第二增益介质(104)、并经过调Q声光晶体(105)之后，由输出镜(106)输出激光脉冲。