[发明专利]一种梯形键合被动调Q激光模组

说明书

本发明公开了一种梯形键合被动调Q激光模组，包括有通过高温热扩散键合紧密复合的激光晶体、可饱和吸收体晶体和基质晶体，所述的激光晶体前端面设置有用于起到腔镜的作用的光学薄膜A，所述的基质晶体后端面设置有用于起到腔镜的作用的光学薄膜B，所述的设有光学薄膜A的激光晶体端面与设有光学薄膜B的基质晶体端面平行，光学薄膜A和B组成激光谐振腔，所述的可饱和吸收体晶体为直角梯形结构，该可饱和吸收体晶体直角梯形的斜边所在的面与基质晶体键合。本发明具有器件结构紧凑、操作简单、成本低和无需外部驱动装置持续供能的优势，更加适用于复杂的系统集成和小型化脉冲应用。

技术领域

本发明涉及一种调Q激光器件，具体是指一种梯形键合被动调Q激光模组。

背景技术

被动调Q(品质因数)激光器是一种产生高峰值脉冲激光的重要手段，它无需外部供能，通过在激光腔内插入对振荡光波具有可饱和吸收特性的特殊材料即可实现激光器调Q运转，具有结构紧凑、设计简单、成本低等优势。因此，其在制作小型化、高可靠性和现场应用脉冲激光器件等方面具有显著应用优势。在激光加工、激光医疗、激光测距等领域均需高峰值的脉冲激光器，且不同的实际应用需求对应的最佳适配脉冲参数也各不一样。由于目前的被动Q开关初始透过率单一而导致其在一定功率下脉冲参数调节不便，这一局限严重限制了被动调Q激光的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种梯形键合被动调Q激光模组，其利用梯形键合可饱和吸收体晶体设计，可实现被动调Q激光器中的脉冲重复频率和脉冲宽度等参数连续可调。

为实现上述目的，本发明的技术方案是一种梯形键合被动调Q激光模组，包括有通过高温热扩散键合紧密复合的激光晶体、可饱和吸收体晶体和基质晶体，所述的激光晶体前端面设置有用于起到腔镜的作用的光学薄膜A，所述的基质晶体后端面设置有用于起到腔镜的作用的光学薄膜B，所述的设有光学薄膜A的激光晶体端面与设有光学薄膜B的基质晶体端面平行，光学薄膜A和B组成激光谐振腔，所述的可饱和吸收体晶体为直角梯形结构，该可饱和吸收体晶体直角梯形的斜边所在的面与基质晶体键合。

进一步设置是所述的光学薄膜A为对808nm附近波长增透同时对1.06μm波段全反，作为激光入射镜，所述的光学薄膜B对1.06μm波段3％到60％透过，作为激光输出镜。

进一步设置是所述的激光晶体采用Nd³⁺掺杂浓度为1％，尺寸为3×3×8mm³的Nd:YAG晶体。

进一步设置是所述的可饱和吸收体晶体是梯形结构Cr⁴⁺:YAG晶体，采用吸收系数为1.73cm^-1的梯形可饱和吸收体晶体，此时上下边分别为0.7mm和2.2mm，对应可获得的最大和最小初始透过率分别为92％和68％。

进一步设置是所述的基质晶体是倒梯形纯YAG晶体，用于补偿梯形可饱和吸收体晶体存在的光折变和色散问题，同时辅助散射，与所述可饱和吸收体晶体对应的基质晶体上下边分别为5.8mm和4.3mm，从而可与可饱和吸收体组成梯形键合可饱和吸收体晶体。

综述所述，考虑到光通过直角梯形的可饱和吸收体晶体斜边时会造成光路折变及在变频激光腔内多波长色散的问题，所以进一步与倒梯形基质晶体键合来进行补偿光程。而且基质晶体不吸收激光，可起到改善热效应、稳定激光脉冲的作用。以梯形键合可饱和吸收体晶体与激光晶体键合，即构成可变参数被动调Q激光模组。该模组在半导体激光泵浦下可以直接产生脉冲参数连续可调的被动调Q激光输出。

本发明专利的工作过程：

使用时，该可变参数被动调Q激光模组需置于金属冷却模块以充分散热。以耦合系统整形后的808nm波长的半导体激光由光学薄膜A垂直入射可变参数被动调Q激光模组，即可产生1064nm激光。改变泵浦光在模组上的横向位置，使得光轴方向的可饱和吸收体通光长度改变，可使1064nm激光获得不同的初始透过率，实现脉冲参数连续可调。