CN101677174B - 四波长调q外腔式倍频脉冲激光器 - Google Patents

四波长调q外腔式倍频脉冲激光器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器。是以Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YLF、Nd:YVO4激光晶体中的一种为激光激活介质，以氙灯或半导体激光器为泵浦源，在电光或声光调Q工作方式下，经由1.0μm波段谐振腔和1.3μm波段谐振腔形成激光振荡，通过腔外两个可移动光路转换装置的光路转换实现了一台激光器采用单根激光晶体棒，输出1.0μm波段、1.3μm波段以及0.5μm波段、0.6μm波段四种不同波长的调Q脉冲激光。该激光器能输出四种不同波长的调Q脉冲激光，结构紧凑、体积较小，具有成本降低和使用方便的优点，可应用于激光美容、皮肤病治疗、激光清洗等应用领域。

Description

四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器
技术领域
本发明的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器属于光电子领域。
背景技术
本发明是一种由一台激光振荡器实现输出四种不同波长的调Q外腔式倍频脉冲激光器，能输出1.0μm波段和1.3μm波段两种波段的基波激光，及其0.5μm波段和0.6μm波段两种波段的倍频激光，可应用于激光美容、皮肤病治疗、激光清洗等应用领域。
为了充分利用各种波长激光的优势，在临床上做到一机多用，国内也相继推出了1.064μm电光Q开关Nd:YAG及其0.532μm倍频绿光的双波长激光治疗仪产品，但可用的激光波长只有二个；美国奥康公司也研制成用于多种皮肤病治疗和美容手术、可输出0.532μm、0.585μm、0.650μm、1.064μm四个不同波长经电光调Q产生巨脉冲激光的Medlite II激光治疗仪，但在可见波段的各波长之间的间隔小；施沃兹公司的Laser1-2-3HD多波长组合激光系统则是由Nd:YA6、Ho:YAG、Er:YAG和金绿宝石等四种激光器拼合而成(朱延彬，《中国激光医学杂志》1997年第6卷第二期P97)，存在体积较大、使用不便的不足。
本发明与上述的各类多波长激光器的区别也就是本发明的独创之处在于：1)只用一台激光振荡器可实现输出四种不同波长，激光系统结构紧凑，具有成本降低和使用方便的优点；2)本发明中1.3μm波段激光的电光调Q技术国内未见报道。3)本发明产生的1μm和1.3μm波段及其倍频绿色和红色激光四种波长除间隔较大外，还具有经临床研究和应用已证实各波长的疗效突出的功能，尤其是Nd:YAP激光器输出的1.34μm波长是迄今为止切割和止血兼顾性最好的激光(陈明，沈鸿元等《福光技术》，总第27期29(2000)；Roland Roux，《LaserFocus World》，9：24-30(1997))，由于一台激光器可替代几台使用，充分发挥了其各种波长在临床应用的优势。
发明内容
本发明的目的在于公开一种能使用几种掺钕离子的激光晶体，采用单根激光晶体棒的激光器实现输出1.0μm波段和1.3μm波段两种波段的基波激光，及其0.5μm波段和0.6μm波段两种波段的倍频激光，使得一台激光器能够输出四种不同波长的调Q脉冲激光，组合成很有特色的一台激光器，为医生开展临床治疗和研究提供一种方便、有效手段，有利于应用领域的进一步拓宽。
本发明技术方案结合附图描述如下：
如图所示，以脉冲氙灯或半导体激光器为泵浦源8，在电光或声光调Q的工作方式下，采用单根掺钕离子系列Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YLF、Nd:YVO4中的一种激光晶体9作为激光激活介质。该四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器的谐振腔由1.0μm波段谐振腔和1.3μm波段谐振腔组成，其中1.0μm波段谐振腔由第一全反镜1、1.0μm波段的Q开关2、1.0μm波段的偏振片3、第一分光镜7、激光晶体9、第二分光镜10和第一输出耦合镜13组成；1.3μm波段谐振腔由第二全反镜5、1.3μm波段的Q开关4、1.3μm波段的偏振片6、第一分光镜7、激光晶体9、第二分光镜10和第二输出耦合镜11组成。当1.0μm波段的Q开关2处于电光或声光调Q状态，而1.3μm波段的Q开关4处于关断状态时，1.0μm谐振腔形成1.0μm激光振荡，当第一可移动光路转换装置14移至光路2上时，1.0μm调Q脉冲激光经由第四全反镜16、第五全反镜17反射从光路1输出；当第一可移动光路转换装置14移出光路2时，光路1无激光输出，1.0μm调Q脉冲激光则经第一透镜20聚焦到1.0μm波段的倍频晶体22上产生0.5μm脉冲激光从光路2输出。同样当1.0μm波段的Q开关2处于关断状态，而1.3μm波段的Q开关4处于电光或声光调Q状态时，1.3μm谐振腔形成1.3μm激光振荡，当第二可移动光路转换装置15移至光路3上时，1.3μm调Q脉冲激光经由第六全反镜18、第七全反镜19反射从光路4输出；当第二可移动光路转换装置15移出光路3时，光路4无激光输出，1.3μm调Q脉冲激光则经第二透镜21聚焦到1.3μm波段的倍频晶体23上产生0.6μm脉冲激光从光路3输出。而如果1.0μm波段的Q开关2和1.3μm波段的Q开关4同时开始电光或声光调Q，则1.0μm谐振腔和1.3μm谐振腔同时形成1.0μm和1.3μm激光振荡，通过腔外两个可移动光路转换装置14和15的光路转换，可同时输出不同组合的两路调Q脉冲激光——光路1的1.0μm和光路3的0.6μm、或者光路1的1.0μm和光路4的1.3μm、或者光路2的0.5μm和光路3的0.6μm、或者光路2的0.5μm和光路4的1.3μm调Q脉冲激光。该四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，实现了一台激光器输出1.0μm波段和1.3μm波段两种波段的基波激光及其0.5μm波段和0.6μm波段两种波段的倍频激光——四种不同波长的调Q脉冲激光，具体是：对Nd:YAG激光晶体，可输出1.064μm和1.32μm两个波长的基波激光及其0.532μm和0.66μm两个波长的倍频激光；对Nd:YAP激光晶体，可输出1.08μm和1.34μm两个波长的基波激光及其0.54μm和0.67μm两个波长的倍频激光；对Nd:YLF激光晶体，可输出1.047μm和1.313μm两个波长的基波激光及其0.524μm和0.657μm两个波长的倍频激光；对Nd:YVO4激光晶体，可输出1.064μm和1.342μm两个波长的基波激光及其0.532μm和0.671μm两个波长的倍频激光。
附图说明
现对附图图面说明：
附图为四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器的光路结构图。图中1为第一全反镜、2为1.0μm波段的Q开关、3为1.0μm波段的偏振片、4为1.3μm波段的Q开关、5为第二全反镜、6为1.3μm波段的偏振片、7为第一分光镜、8为泵浦源、9为激光晶体、10为第二分光镜、11为第二输出耦合镜、12为第三全反镜、13为第一输出耦合镜、14和15分别为第一和第二可移动光路转换装置、16和17分别为第四和第五全反镜、18和19分别为第六和第七全反镜、20和21分别为第一和第二聚焦镜、22和23分别为1.0μm和1.3μm波段的倍频晶体。
本发明实施例：
我们以Nd:YAP激光晶体为本发明的实施例。附图中第一全反镜1对1.08μm高反、对1.34μm高透；第二全反镜5对1.08μm高透、对1.34μm高反；第一分光镜7和第二分光镜10均与光路成45°放置，对1.08μm高透但对1.34μm高反；泵浦源8用脉冲氙灯或半导体激光器；激光晶体9为Nd:YAP激光晶体；第二输出耦合镜11对1.08μm高透、对1.34μm部分透过；第三全反镜12与光路成45°放置，对1.34μm高反；第一输出耦合镜13对1.08μm部分透过、对1.34μm高透；第一可移动光路转换装置14由两片相互平行的第四全反镜16、第五全反镜17组成，第四全反镜16、第五全反镜17均与光路成45°放置，对1.08μm全反；第二可移动光路转换装置15由两片相互平行的第六全反镜18、第七全反镜19组成，第六全反镜18、第七全反镜19均与光路成45°放置，均对1.34μm全反。
单根Nd:YAP激光棒以脉冲氙灯或半导体激光器为泵浦源8，当1.0μm波段的Q开关2处于电光或声光调Q状态，而1.3μm波段的Q开关4处于关断状态时，通过由第一全反镜1、1.0μm波段的Q开关2、1.0μm波段的偏振片3、第一分光镜7、激光晶体9、第二分光镜10和第一输出耦合镜13组成的1.08μm谐振腔形成1.08μm激光振荡，当第一可移动光路转换装置14移至光路2上时，1.08μm调Q脉冲激光经由第四全反镜16、第五全反镜17反射从光路1输出；当第一可移动光路转换装置14移出光路2时，光路1无激光输出，1.08μm调Q脉冲激光则经第一透镜20聚焦到1.0μm波段的倍频晶体22上产生0.54μm脉冲激光从光路2输出。同样当1.0μm波段的Q开关2处于关断状态，而1.3μm波段的Q开关4处于电光或声光调Q状态时，通过由第二全反镜5、1.3μm波段的Q开关4、1.3μm波段的偏振片6、第一分光镜7、激光晶体9、第二分光镜10和第二输出耦合镜11组成的1.34μm谐振腔形成1.34μm激光振荡，当第二可移动光路转换装置15移至光路3上时，1.34μm调Q脉冲激光经由第六全反镜18、第七全反镜19反射从光路4输出；当第二可移动光路转换装置15移出光路3时，光路4无激光输出，1.34μm调Q脉冲激光则经第二透镜21聚焦到1.3μm波段的倍频晶体23上产生0.67μm脉冲激光从光路3输出。而如果1.0μm波段的Q开关2和1.3μm波段的Q开关4同时开始电光或声光调Q，则1.08μm谐振腔和1.34μm谐振腔同时形成1.08μm和1.34μm激光振荡，通过腔外两个可移动光路转换装置14和15的光路转换，可同时输出不同组合的两路调Q脉冲激光——光路1的1.08μm和光路3的0.67μm、或者光路1的1.08μm和光路4的1.34μm、或者光路2的0.54μm和光路3的0.67μm、或者光路2的0.54μm和光路4的1.34μm调Q脉冲激光。该四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器采用单根Nd:YAP激光晶体，实现了1.08μm、1.34μm以及0.54μm、0.67μm四种不同波长的调Q脉冲激光输出。

Claims (5)

1.一种四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，采用Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YLF或Nd:YV04为激光激活介质，以氙灯或半导体激光器为泵浦源，在电光或声光调Q工作方式下，输出1.0μm波段和1.3μm波段两种波段的基波激光，并且通过腔外第一可移动光路转换装置(14)和第二可移动光路转换装置(15)的光路转换，将1.0μm波段和1.3μm波段两种波段的基波分别聚焦到第一倍频晶体(22)和第二倍频晶体(23)上，分别产生0.5μm波段和0.6μm波段两种波段的倍频激光，其特征在于：所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器的谐振腔由1.0μm波段谐振腔和1.3μm波段谐振腔组成，其中1.0μm波段谐振腔由第一全反镜(1)、1.0μm波段的Q开关(2)、1.0μm波段的偏振片(3)、第一分光镜(7)、激光晶体(9)、第二分光镜(10)和第一输出耦合镜(13)组成；1.3μm波段谐振腔由第二全反镜(5)、1.3μm波段的Q开关(4)、1.3μm波段的偏振片(6)、第一分光镜(7)、激光晶体(9)、第二分光镜(10)和第二输出耦合镜(11)组成；其中第一分光镜(7)、第二分光镜(10)均与光路成45°放置，均镀上对1.0μm波段高透但对1.3μm波段高反的介质膜；所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器中的第一可移动光路转换装置(14)由两片相互平行的第四全反镜(16)、第五全反镜(17)组成，第四全反镜(16)、第五全反镜(17)均与光路成45°放置，均镀上对1.0μm波段的宽带全反膜；第一可移动光路转换装置(14)可移进、移出光路2，分别选择光路1输出1.0μm波段激光、光路2输出0.5μm波段的倍频激光；第二可移动光路转换装置(15)由两片相互平行的第六全反镜(18)、第七全反镜(19)组成，第六全反镜(18)、第七全反镜(19)均与光路成45°放置，均镀上对1.3μm波段的宽带全反膜，第二可移动光路转换装置(15)可移进、移出光路3，分别选择光路4输出1.3μm波段激光、光路3输出0.6μm波段的倍频激光。
2.如权利要求1所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，其特征在于：采用Nd:YAG为激光激活介质，输出1.064μm和1.32μm两个波长的基波激光及其0.532μm和0.66μm两个波长的倍频激光。
3.如权利要求1所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，其特征在于：采用Nd:YAP为激光激活介质，输出1.08μm和1.34μm两个波长的基波激光及其0.54μm和0.67μm两个波长的倍频激光。
4.如权利要求1所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，其特征在于：采用Nd:YLF为激光激活介质，输出1.047μm和1.313μm两个波长的基波激光及其0.524μm和0.657μm两个波长的倍频激光。
5.如权利要求1所述的四波长调Q外腔式倍频脉冲激光器，其特征在于：采用Nd:YVO4为激光激活介质，输出1.064μm和1.342μm两个波长的基波激光及其0.532μm和0.671μm两个波长的倍频激光。
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