CN203813197U - 一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，包括外壳、激光头、激光冷水机和准连续半导体电源，激光头设置于密封箱内，该激光头包括激光二极管泵浦模块和激光谐振腔，激光谐振腔包括全反镜和部分透过反射镜，激光二极管泵浦模块内设有半导体芯片和晶体棒，全反镜和部分透过反射镜分别相间设置于晶体棒的两端，在晶体棒和全反镜之间设有光束紧急终止器，激光冷水机通过输水管与激光二极管泵浦模块连接。该激光器采用激光二极管泵浦模块对晶体棒进行泵浦，有效降低晶体热效应，从而大幅提高激光器的输出指标；且该激光二极管泵浦模块为全固态激光器，具有效率高、光束质量好、结构紧凑、寿命长等优点，是未来激光技术发展的趋势。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗设备，具体涉及一种应用于牙科治疗仪中的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器。
背景技术
当前水激光治疗技术采用闪光灯泵浦，典型的2.79微米掺铒激光器采用闪光灯泵浦方案，其激光输出参数为：脉冲宽度140～200μs，脉冲重复频率20Hz，脉冲最大能量为300mJ，输出功率1～6W。如果要提高治疗速度，必须提高激光器的输出参数，如重复频率和单脉冲能量等。然而，闪光灯泵浦使激光晶体热效应严重，激光输出指标难以进一步提高的问题。此外，由于闪光灯发出的泵浦光谱带较宽，而激光晶体的有效吸收光谱非常窄，不能有效转变为激光能量的泵浦光能量在晶体变为废热，导致晶体产生严重的热效应，从而制约晶体输出激光的功率、能量、效率和光束质量。Er:Cr:YSGG晶体热导率(0.06W/cm·K)较低，受热影响非常严重，采用闪光灯泵浦方案，已经很难再将现有激光器的输出参数进行明显提升。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，该激光器采用激光二极管泵浦模块对晶体棒进行泵浦，有效降低晶体热效应，从而大幅提高激光器的输出指标；且该激光二极管泵浦模块为全固态激光器，具有效率高、光束质量好、结构紧凑、寿命长等优点，是未来激光技术发展的趋势。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，包括外壳以及设置于所述外壳内的激光头、激光冷水机以及准连续半导体电源，所述激光头设置于密封箱内，该激光头包括激光二极管泵浦模块和激光谐振腔，所述激光谐振腔包括全反镜和部分透过反射镜，所述激光二极管泵浦模块内设有半导体芯片和晶体棒，所述全反镜和部分透过反射镜分别相间设置于晶体棒的两端，在晶体棒和全反镜之间设有光束紧急终止器，所述激光冷水机通过输水管与激光二极管泵浦模块连接，所述准连续半导体电源与激光二极管泵浦模块和晶体棒通过电线连接。
进一步地，所述输水管和电线通过硅胶圈与所述密封箱密封连接。
进一步地，所述激光二极管泵浦模块为发出963～969nm波长泵浦光的半导体侧泵模块。
进一步地，该激光二极管泵浦模块为激光二极管泵浦。
进一步地，所述晶体棒为直径是3～6mm的圆柱形晶体棒。
进一步地，所述晶体棒为掺铒激光晶体。
进一步地，所述掺铒激光晶体为掺铒钇钪镓石榴石晶体(Er:YSGG)、掺铒铬钇钪镓石榴石晶体(Er，Cr:YSGG)或掺铒钇铝石榴石晶体(Er:YAG)。
进一步地，所述光束紧急终止器为金属片。
进一步地，所述全反镜为2.79μm的全反镜。
进一步地，所述部分透过反射镜为2.79μm的部分透过反射镜。
本实用新型提供了一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其主要具有的有益效果包括以下几点。
1)该激光器的总电光转换效率得到大幅提高。一般地，对于同种激光晶体，激光二极管泵浦模块的总电光效率约为闪光灯泵浦效率的5倍。
2)该激光器的单脉冲能量、重复频率和平均输出功率等指标大幅提高。闪光灯发出的泵浦光，光谱分布非常宽，只有一部分能被晶体有效吸收后转换为激光，而大部分被晶体吸收后转换为废热，影响晶体的工作性能，因而闪光灯的泵浦能量受到限制，输出激光的单脉冲、重复频率和平均功率受到局限；采用激光二极管泵浦后，其发出泵浦光的大部分能量能被激光晶体有效吸收转换成激光，热效应显著降低，激光晶体可以承受更高的单脉冲泵浦能量和重复频率，从而可以提高输出激光的单脉冲能力、重复频率和平均功率。
3)使用寿命更长。
附图说明
下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述的一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，包括外壳以及设置于所述外壳内的激光头、激光冷水机1以及准连续半导体电源2，所述激光头设置于密封箱11内，该激光头包括激光二极管泵浦模块6和激光谐振腔，所述激光谐振腔包括全反镜4和部分透过反射镜8，所述激光二极管泵浦模块6内设有半导体芯片和晶体棒7，所述全反镜4和部分透过反射镜8分别相隔设置于晶体棒7的两端，在晶体棒7和全反镜4之间设有光束紧急终止器5，所述激光冷水机1通过输水管3与激光二极管泵浦模块6连接，所述准连续半导体电源2与激光二极管泵浦模块6和晶体棒7通过电线连接。
作为进一步优选地，所述输水管3和电线通过硅胶圈与所述密封箱11密封连接。
作为进一步优选地，所述激光二极管泵浦模块6为发出963～969nm波长泵浦光的半导体侧泵模块。
作为进一步优选地，所述晶体棒7为直径是3～6mm的圆柱形晶体棒。
作为进一步优选地，所述晶体棒7为掺铒激光晶体。
作为进一步优选地，所述掺铒激光晶体为Er:YSGG、Er、Cr:YSGG或Er:YAG晶体。
作为进一步优选地，所述光束紧急终止器5为金属片。
作为进一步优选地，所述全反镜4为2.79μm的全反镜。
作为进一步优选地，所述部分透过反射镜8为2.79μm的部分透过反射镜。
具体实施时，激光冷水机1通过输水管3输出水流并对激光二极管泵浦模块6进行温度控制。
准连续半导体电源2输出电流后，激光二极管泵浦模块6中的半导体芯片发出966nm±3nm的泵浦光，对晶体棒7进行泵浦；晶体棒7为Er:YSGG或Er，Cr:YSGG晶体，其吸收966nm±3nm泵浦光后发射荧光，其中波长为2.79μm±0.2μm的荧光在2.79μm的全反镜和2.79μm的部分透过反射镜8组成的谐振腔中往返放大后从2.79μm的部分透过反射镜输出，成为2.79μm±0.2μm激光。
光束紧急终止器5为手动或电动控制的金属片，在出现紧急情况时金属片对光路进行遮断，瞬间终止激光输出。
本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，包括外壳以及设置于所述外壳内的激光头、激光冷水机(1)以及准连续半导体电源(2)，其特征在于：所述激光头设置于密封箱(11)内，该激光头包括激光二极管泵浦模块(6)和激光谐振腔，所述激光谐振腔包括全反镜(4)和部分透过反射镜(8)，所述激光二极管泵浦模块(6)内设有半导体芯片和晶体棒(7)，所述全反镜(4)和部分透过反射镜(8)分别相间设置于晶体棒(7)的两端，在晶体棒(7)和全反镜(4)之间设有光束紧急终止器(5)，所述激光冷水机(1)通过输水管(3)与激光二极管泵浦模块(6)连接，所述准连续半导体电源(2)与激光二极管泵浦模块(6)和晶体棒(7)通过电线连接。
2.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述输水管(3)和电线通过硅胶圈与所述密封箱(11)密封连接。
3.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述激光二极管泵浦模块(6)为发出963～969nm波长泵浦光的半导体侧泵模块。
4.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述晶体棒(7)为直径是3～6mm的圆柱形晶体棒。
5.根据权利要求4所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述晶体棒(7)为掺铒激光晶体。
6.根据权利要求5所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述掺铒激光晶体为掺铒钇钪镓石榴石晶体、掺铒铬钇钪镓石榴石晶体或掺铒钇铝石榴石晶体。
7.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述光束紧急终止器(5)为金属片。
8.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述全反镜(4)为2.79μm的全反镜。
9.根据权利要求1所述的基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器，其特征在于：所述部分透过反射镜(8)为2.79μm的部分透过反射镜。
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| CN201420181542.9U CN203813197U (zh) | 2014-04-14 | 2014-04-14 | 一种基于激光二极管侧面泵浦的掺铒激光器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113036587A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器 |
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2014
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| CN113036587B (zh) * | 2021-02-07 | 2022-07-01 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器 |
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