[实用新型]基于Er的大能量2940纳米脉冲碟片激光器

说明书

本实用新型涉及碟片激光器技术领域，特别涉及到一种基于Er的大能量2940纳米脉冲碟片激光器。包括沿着光路依次布设的泵浦源、准直匀化系统、多冲程泵浦腔及谐振腔，其中多冲程泵浦腔内设有碟片晶体、平凹非球面反射镜及多组棱镜组，平凹非球面反射镜为具有中心孔的环形结构，平凹非球面反射镜用于接收泵浦源发射的泵浦光且聚焦；碟片晶体设置于平凹非球面反射镜的聚焦中心位置，用于泵浦光抽运及产生激光束；多组棱镜组沿周向布设于碟片晶体的周围，用于泵浦光的二次角度转换且以平行光的形式再次入射至平凹非球面反射镜上。本实用新型有效降低了晶体的热透镜效应，对于高量子亏损增益介质Er³⁺掺杂的晶体具有良好的散热效果，可获得更高功率的泵浦。

技术领域

本实用新型涉及碟片激光器技术领域，特别涉及到一种基于Er的大能量 2940纳米脉冲碟片激光器。

背景技术

波长为2.94μm的激光处于近红外波段，有极高的瞬间温度，该波长激光位于水的3um吸收峰附近，由于2.94μm波段激光正好处在水的吸收峰 (3μm)附近，水分子对该波段有强烈地吸收作用。另外，由于生物细胞中70％以上均为水分，Er激光在生物细胞组织中的穿透深度很浅，因此2.94μm波段的激光还能避免损伤细胞中的其他分子键、也不和二氧化碳激光器产生的激光那样具有很大的热损伤，它对肌体的机械损伤、热损伤都很小。因而 Er:YAG激光器正逐渐成为整形外科手术等医用领域的重要研究方向和研究热点。在医学上是理想的手术刀，所以Er激光在生物和医学等领域有着广阔的前景；同时，2.94μm激光还可用作光参量振荡器的抽运光源，获得3-12μm 的可调谐中红外激光。

目前，由于Er³⁺激光器的泵浦源一般采用970nm附近波长进行泵浦，其量子亏损达到67％，以热量形式浪费掉。通常采用棒状Er；YAG作为增益介质，利用波长为970nm附近的二极管激光器作为泵浦源，实现调Q激光脉冲。但是由于Er:YAG在工作中产生的热量极大，无法实现高重复频率工作，通常只有几Hz到几十Hz，远远满足不了目前的医疗和工业需求。同时由于其在高功率下具有严重的热透镜效应，使得其在高泵浦下产生的激光光束质量比较差，难以进行精密加工、精密医疗等领域。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于Er的大能量2940 纳米脉冲碟片激光器，以减小Er泵浦棒状增益介质带来的热透镜问题，使得其可以获得更高能量的脉冲激光输出。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于Er的大能量2940纳米脉冲碟片激光器，包括沿着光路依次布设的泵浦源、准直匀化系统、多冲程泵浦腔及谐振腔，其中多冲程泵浦腔内设有碟片晶体、平凹非球面反射镜及多组棱镜组，所述平凹非球面反射镜为具有中心通孔的环形结构，所述平凹非球面反射镜用于接收泵浦源发射的泵浦光并且进行聚焦；所述碟片晶体设置于平凹非球面反射镜的聚焦中心位置，用于泵浦光抽运及产生激光束；多组棱镜组沿周向布设于碟片晶体的周围，用于泵浦光的二次角度转换并且以平行光的形式再次入射至所述平凹非球面反射镜上。

所述碟片晶体的背面设有热沉。

所述碟片晶体的前侧镀有增透膜，后侧镀有反射膜，所述增透膜用于提高泵浦光的透过率，所述反射膜用于提高剩余泵浦光的反射率。

所述碟片晶体的厚度为50-200um。

每组所述棱镜组均包括两个棱镜，两个棱镜相对于水平面对称设置，并且两个棱镜相互垂直。

所述棱镜组的数量至少为五组。

所述准直匀化系统包括沿光路依次设置的匀化棒和准直透镜。

所述谐振腔内设有调Q开关、F-P标准具、反射镜及输出耦合镜，其中调 Q开关、F-P标准具及反射镜沿光路依次设置，所述输出耦合镜设置于谐振腔的激光输出口位置处，用于激光的脉冲输出。