一種用于2.79μm有效補償熱退偏效應的激光器結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光器領域，具體是一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構。
【背景技術】
[0002]2.79μπι波長的YSGG鉺激光在生物醫療、科研、軍事等領域有著重要的應用。由于水和羥基磷灰石對該波長激光的有效吸收，可將其用于眼角膜、牙齒和骨骼等組織的精準切削或消融，納秒級的窄脈沖能極大地減小激光對周圍組織的熱損傷，并提高切削精度，是一種精準切削或消融的理想醫用激光源。此外，高峰值功率、高脈沖能量的2.79μπι脈沖激光還能用作光學參量振蕩器的栗浦源，以獲得足夠強的3_12μπι的中紅外激光，在遠距離大氣探測、毒氣檢測、光電對抗等領域有著重要的應用。因此，發展2.79μπι窄脈沖、高能量的激光技術和激光器具有重要的應用價值。
[0003]納秒脈沖激光需要通過調Q技術來實現，2.79μπι波長激光調Q主要有電光調Q、聲光調Q、FTIR調Q、飽和吸收體調Q等方法。在精確操控和探測應用領域的高能量激光器中，電光Q開關憑借其效率高、開關速度快、穩定可控等優勢發揮著不可替代的作用。合適的紅外電光晶體是Q開關的關鍵，優良的Q開關晶體在工作波長應該具有透光性好、損傷閾值高、物化性能穩定、不易潮解等特點。科學家已經研制出幾種優良性能2-3μπι近紅外電光晶體，由于鈮酸鋰晶體(LN)的電光系數大，所需的四分之一波電壓小。
[0004]以往閃光燈栗浦系統存在熱效應嚴重，轉換效率低，難以獲得高重頻高能量的激光輸出的問題，無法滿足需求。
[0005]【實用新型內容】本實用新型的目的是提供一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，以解決現有技術閃光燈栗浦系統存在熱效應嚴重、轉換效率低的問題。
[0006]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0007]—種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，其特征在于:包括周圍環繞有半導體栗浦模塊的激光棒，激光棒前端前方設有輸出腔片，還包括激光電源、退壓調Q高壓模塊、兩組調Q晶體、起偏器，所述調Q晶體為長方體狀的鈮酸鋰晶體，鈮酸鋰晶體經X-Y-Z方向切割形成LN電光的調Q晶體，且調Q晶體的X軸方向加電場、沿Z軸方向通光，其中第一組調Q晶體的Z軸與激光棒中心軸同軸，第一組調Q晶體的前端與激光棒后端相對，且第一組調Q晶體的后端后方設有全反腔片，所述起偏器設在激光棒后端與第一組調Q晶體前端之間，第二組調Q晶體設置在起偏器一側，且第二組調Q晶體Z軸一端傾斜對準起偏器，第二組調Q晶體Z軸另一端外亦設有全反腔片，由兩組調Q晶體和起偏器構成電光Q開關，兩組調Q晶體分別與退壓調Q高壓模塊連接，由退壓調Q高壓模塊分別向兩組調Q晶體施加電場，所述激光電源分別供電至退壓調Q高壓模塊、半導體栗浦模塊；
[0008]激光電源向半導體栗浦模塊提供能量，半導體栗浦模塊產生栗浦光，栗浦光進入激光棒內進行栗浦產生高脈沖激光，在激光棒前端高脈沖激光經過輸出腔片出射，在激光棒后端高脈沖激光經過電光調Q開關調Q后，再經過全反腔片反射后依次經過激光棒、輸出腔片出射。
[0009]所述的一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，其特征在于:還包括激光水冷系統，所述激光水冷系統分別通過管路與激光棒、半導體栗浦模塊連接，所述激光電源供電至激光水冷系統，由激光水冷系統向激光棒、半導體栗浦模塊提供恒溫冷卻水。
[0010]所述的一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，其特征在于:所述激光棒采用Er: YSGG激光晶體，激光棒的前、后端端面分別鍍2.79μπι增透膜。
[0011 ]所述的一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，其特征在于:所述全反腔片的朝向激光棒前端的一面鍍2.79μπι全反膜，輸出腔片的朝向激光棒前端的一面鍍80%反射膜，輸出腔片的朝向激光棒后端的一面鍍2.79μπι增透膜。
[0012]所述的一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，其特征在于:所述調Q晶體的兩Y-Z面分別鍍金作為電極，保證了電場的均勻性，調Q晶體的雙X-Y面分別鍍2.79μπι
增透膜。
[0013]本實用新型采用的半導體栗浦Er:YSGG晶體將大大減小激光器的熱效應，提高轉換效率和重復頻率，可獲得高能量和高光束質量的2.79μπι激光輸出。
[0014]本實用新型優點為:
[0015](I)本實用新型采用半導體側面栗浦電光調Q Er = YSGG激光，產生脈沖激光。利用半導體栗浦系統以獲得高脈沖能量激光，在調Q模式下有利于獲得高重頻、高能量、窄脈寬的調Q激光。
[0016](2)本實用新型采用退壓式Q開關，調Q晶體選用鈮酸鋰(LN)晶體，該晶體不潮解、物理化學性能穩定，在2.79μπι波長的透光性好，電光系數大，具有其它調Q晶體無法比擬的優勢，保證中紅外脈沖激光器輸出能量大、脈沖短、光束質量好，長期工作穩定可靠。
[0017](3)本實用新型調Q晶體采用鈮酸鋰(LN)晶體，為減小四分之一波電壓，將X-Y-Z方向切割的LGS電光調Q晶體設計為長方體，在晶體X軸方向加橫向電場(電場方向與光路垂直)，兩Y-Z面鍍金作為電極保證了電場的均勻性，沿Z軸方向通光，雙X-Y面鍍2.79μπι增透膜，體積小，結構簡單可靠。
[0018](4)本實用新型使用起偏器分離P光和S光，使P光和S光分別在兩支路中形成振蕩，以有效地補償熱退偏效應，解決了高能量栗浦時熱退偏問題，使得輸出的激光光斑模式好，能量分布均勻。
[0019](5)本實用新型中鈮酸鋰晶體的加電場的Y-Z兩對應平行側面上鍍有金膜，使其上加有的橫向電場更均勻，調Q的效果也更佳。
[0020](6)本實用新型中水冷系統的循環回路中優選串接去離子凈化過濾器，保證了水冷卻部件冷卻溫度的穩定性。
[0021 ] (7)本實用新型采用半導體栗浦Er: YSGG，將大大減小激光器的熱效應，提高轉換效率和重復頻率，可獲得高能量和高光束質量的2.79μπι激光輸出。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型結構原理圖。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1所示，一種用于2.79μπι有效補償熱退偏效應的激光器結構，包括周圍環繞有半導體栗浦模塊4的激光棒5，激光棒5前端前方設有輸出腔片6，還包括激光電源8、退壓調Q高壓模塊7、兩組調Q晶體21和22、起偏器3，調Q晶體21和22為長方體狀的鈮酸鋰晶體，鈮酸鋰晶體經X-Y-Z方向切割形成LN電光的調Q晶體，且調Q晶體的X軸方向加電場、沿Z軸方向通光，其中第一組調Q晶體21的Z軸與激光棒5中心軸同軸，第一組調Q晶體21的前端與激光棒5后端相對，且第一組調Q晶體21的后端后方設有全反腔片11，起偏器3設在激光棒5后端與第一組調Q晶體21前端之間，第二組調Q晶體22設置在起偏器3—側，且第二組調Q晶體22Ζ軸一端傾斜對準起偏器3，第二組調Q晶體22Ζ軸另一端外亦設有全反腔片12，由兩組調Q晶體21、22和起偏器3構成電光Q開關，兩組調Q晶體21、22分別與退壓調Q高壓模塊7連接，由退壓調Q高壓模塊7分別向兩組調Q晶體21、22施加電場，激光電源8分別供電至退壓調Q高壓模塊7、半導體栗浦模塊4