CN101071931A - 大功率铥激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大功率激光器，特别涉及一种大功率铥激光器。主要解决现有大功率激光器采用单掺的Tm:YAG晶体用宽带光泵浦时转换效率较低，很难实现室温灯泵激光的技术问题。所述的大功率铥激光器由聚光腔体以及与聚光腔体中的铥晶体在一条光路上的全反射镜、输出镜和激光耦合器组成。聚光腔体一个侧面设有两个接线柱，另一个侧面设有进液口和出液口，激光耦合器输出端接有光纤，其特征在于：聚光腔体内设有泵浦源，聚光腔体的中心水平放置有铥晶体，铥晶体外面套有导流管，导流管装在陶瓷腔内，三个大功率半导体激光泵浦模块间隔设置在陶瓷腔外，且在半导体激光泵浦模块和陶瓷腔外表面间设有柱面镜。本发明产生的铥激光波长为2μm，能够对人体组织进行快速切割和汽化，对周围组织损伤小。
Description
技术领域
本发明涉及一种大功率激光器，特别涉及一种大功率铥激光器。
背景技术
掺铥钇铝石榴石(Tm:YAG)激光是一种很重要的红外激光，其波长覆盖了水蒸汽分子的1.88μm、1.91μm、2.14μm吸收带和二氧化碳分子的1.96μm、2.01μm、2.06μm吸收带，以及液态水的1.94μm强吸收带，因此Tm:YAG激光在遥感及医疗领域具有十分广阔的应用前景。但是，单掺的Tm:YAG晶体(简称铥晶体)吸收谱线窄而稀，用宽带光泵浦时转换效率较低，很难实现室温灯泵激光。当用785nm半导体激光泵浦Tm:YAG晶体时，Tm离子从3H6能级跃迁到3H4能级上，通过猝灭过程，很快以无辐射跃迁到3F4能级，形成3F4对3H6的粒子数反转，当由3F4能级跃迁到3H6能级时就发出峰值波长为2μm的铥激光，斜率效率可达56％。
美国IPG公司2005年已批量生产TL-BM系列医用铥激光，并向欧美各家大型医疗激光系统集成商供货。国内对于掺铥钇铝石榴石(Tm:YAG)晶体的研究较多，但迄今没有见到大功率铥激光器的报导。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种能产生波长为2μm的大功率铥激光器。主要解决现有大功率激光器采用单掺的Tm:YAG晶体用宽带光泵浦时转换效率较低，很难实现室温灯泵激光的技术问题。
本发明的技术方案是：所述的大功率铥激光器由聚光腔体以及与聚光腔体中的铥晶体在一条光路上的全反射镜、输出镜和激光耦合器组成。聚光腔体一个侧面设有两个接线柱，另一个侧面设有进液口和出液口，激光耦合器输出端接有光纤，其特征在于：聚光腔体内设有泵浦源，聚光腔体的中心水平放置有铥晶体，铥晶体外面套有导流管，导流管装在陶瓷腔内，三个大功率半导体激光泵浦模块间隔设置在陶瓷腔外，且在半导体激光泵浦模块和陶瓷腔外表面间设有柱面镜。
聚光腔体内泵浦源采用侧面半导体泵浦，陶瓷腔外形呈等腰△角体，三个大功率半导体激光泵浦模块放置在等腰△角体的三个腰上，产生的785nm激光经过柱面镜聚焦到铥晶体上，并在陶瓷腔内产生漫反射，以此实现对铥晶体的泵浦。
本发明的有益效果是：本发明大功率铥激光器产生波长为2μm的连续铥激光，可被人体组织中的水分子有效吸收，其吸收率是目前普遍使用的钬激光的2.5倍，因而切除软组织所需的激光功率仅为钬激光的三分之一，同时对病变组织的切除速度更快。
附图说明
图1是本发明的大功率铥激光器的结构示意图。
图2是本发明的大功率铥激光器的聚光腔体截面图。图中：1-全反射镜，2-聚光腔体后接线柱，3-聚光腔体前接线柱，4-输出镜，5-激光耦合器，6-光纤，7-进液口，8-出液口，9-Tm:YAG晶体，10-导流管，11-陶瓷腔，12-柱面镜，13-半导体激光泵浦模块，14-聚光腔体。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的大功率铥激光器的结构示意图。本发明大功率铥激光器的主要输出参数：
1、输出波长：2μm
2、输出功率：5W～50W(可调)
3、功率不稳定度：＜±10％
激光器包括聚光腔体14以及与聚光腔体14中的Tm:YAG晶体9在一条光路上的全反射镜1、输出镜4和激光耦合器5，激光耦合器5输出端接有光纤6，光纤为低OH-石英光纤。冷却液由进液口7进入聚光腔体14后分四路并联式流经Tm:YAG晶体9和三个大功率半导体激光泵浦模块13，使其冷却，然后汇合至出液口8流出。驱动控制电源的输出端连接在聚光腔体的两个前、后接线柱3、2上。聚光腔体14(见图2)的中心位置安装Tm:YAG晶体9，外面套有导流管10，导流管为掺铈的石英透明玻璃管，玻璃管装在陶瓷腔11内，三个大功率半导体激光泵浦模块13均匀地分布在陶瓷腔11的三个腰上。
工作时，接通冷却液，接通驱动控制电源使半导体激光泵浦模块13运行，产生波长为785nm的半导体激光经过三个柱面镜12聚焦到Tm:YAG晶体9上，并在陶瓷腔11内产生漫反射，激发Tm粒子形成粒子数反转，产生受激辐射光，在全反射镜1和输出镜4之间往返振荡加强，当增益足够时，从输出镜4向外形成激光束，经激光偶合器5后聚焦到光纤6上，最后由光纤6的终端输出。
Claims (6)
1、一种大功率铥激光器，由聚光腔体以及与聚光腔体中的铥晶体在一条光路上的全反射镜、输出镜和激光耦合器组成，聚光腔体一个侧面设有两个接线柱，另一个侧面设有进液口和出液口，激光耦合器输出端接有光纤，其特征在于：聚光腔体内设有泵浦源，铥晶体放置在聚光腔体的中心水平位置，铥晶体外面套有导流管，导流管装在陶瓷腔内，三个大功率半导体激光泵浦模块间隔设置在陶瓷腔外，且在半导体激光泵浦模块和陶瓷腔外表面间设有柱面镜。
2、根据权利要求1所述的大功率铥激光器，其特征在于：所述的泵浦源为波长为785nm的大功率半导体激光泵浦源。
3、根据权利要求2所述的大功率铥激光器，其特征在于：所述的半导体激光泵浦源为侧面半导体泵浦。
4、根据权利要求1所述的大功率铥激光器，其特征在于：陶瓷腔外形呈等腰△角体，三个大功率半导体激光泵浦模块放置在等腰△角体的三个腰上。
5、根据权利要求1所述的大功率铥激光器，其特征在于：所述的导流管为掺铈的石英透明玻璃管。
6、根据权利要求1所述的大功率铥激光器，其特征在于：所述的光纤为低OH-石英光纤。
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| CN 200710093817 CN101071931A (zh) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | 大功率铥激光器 |
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2007
- 2007-05-23 CN CN 200710093817 patent/CN101071931A/zh active Pending
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