CN206451975U

CN206451975U - 一个人眼安全激光器用激光材料模块

Info

Publication number: CN206451975U
Application number: CN201720123227.4U
Authority: CN
Inventors: 董永军; 曹顿华; 华伟; 陈伟; 潘国庆
Original assignee: Kunshan Ruifeng Crystal Material Co Ltd; Nanjing Guangbao Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: Kunshan Ruifeng Crystal Material Co Ltd; Nanjing Guangbao Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2027-02-10

Abstract

本实用新型属于激光器领域，具体为一个人眼安全激光器用激光材料模块，包括激光玻璃单元、被动调Q晶体单元、第一光学薄膜以及第二光学薄膜；第一光学薄膜与第二光学薄膜相对平行设置并形成平行平面腔，激光玻璃单元与被动调Q晶体单元内置于平行平面腔中，并且激光玻璃单元的一侧固定连接于第一光学薄膜，另一侧与被动调Q晶体单元的一侧固定连接；被动调Q晶体单元的另一侧固定连接第二光学薄膜。其能在半导体泵浦照射下直接出1.5微米激光。

Description

一个人眼安全激光器用激光材料模块

技术领域

本实用新型属于激光器领域，具体为一个人眼安全激光器用激光材料模块。

背景技术

激光雷达是高科技产业发展的重要元件之一，广泛应用于激光测距、3D扫遥感勘测描成像、天气测控、污染监控、激光绘图、激光告警系统、AGV叉车、家庭清洁机器人、娱乐机器人等领域，而激光雷达的核心部件主要是1.5微米人眼安全激光器。

目前产生1.5微米人眼安全激光的固体激光主要有以下两种技术路线：一是用现有成熟的1.06微米激光，采用非线性转换的方法把波长移到1.5微米，该技术的缺点是装置复杂、成本高、且激光效率低；二是LD泵浦固态材料如激光玻璃、激光晶体直接产生激光，然后再通过调Q技术实现脉冲激光输出，这种方式结构相对简单，但是激光输出效率、光束质量和稳定性问题未能得到有效解决。

以上所述的技术路线在制作激光器时，除了上述的一些劣势，还存在整个激光器都采用是分立的光学元件，系统较为复杂，受温度波动和振动等环境的影响较大，且激光输出稳定性差的问题。

争对上述存在的技术问题，研发人员不断改进激光器，发展至今，采用Nd：YV04和KTP光胶或胶合而成的绿光激光材料模块已获得了在商业上的成熟应用。但针对1.5微米激光器的模块尚未有相应的激光材料模块产品。

实用新型内容

本实用新型提出一个人眼安全激光器用激光材料模块，其结构紧凑，且能在半导体泵浦照射下直接出1.5微米激光。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的具体的技术方案为：

一个人眼安全激光器用激光材料模块，激光材料模块能在半导体泵浦照射下直接出1.5微米激光，包括激光玻璃单元、被动调Q晶体单元、第一光学薄膜以及第二光学薄膜；第一光学薄膜与第二光学薄膜相对平行设置并形成平行平面腔，激光玻璃单元与被动调Q晶体单元内置于平行平面腔中，并且激光玻璃单元的一侧固定连接于第一光学薄膜，另一侧固定连接于被动调Q晶体单元的一侧；被动调Q晶体单元的另一侧固定连接第二光学薄膜。

作为本实用新型改进的技术方案，激光玻璃单元采用掺Er、Yb离子的激光玻璃材质。

作为本实用新型改进的技术方案，被动调Q晶体单元采用Co：MgAl2O4晶体、Co：MgAl6O10晶体或者Co2：LaMgAl11O19晶体材质。

作为本实用新型改进的技术方案，激光玻璃单元的长3mm、宽3mm、高3mm；被动调Q晶体单元的长3mm、宽1-1.5mm、高3mm。

作为本实用新型改进的技术方案，第一光学薄膜镀于激光玻璃单元的表面。

作为本实用新型改进的技术方案，第二光学薄膜镀于被动调Q晶体单元表面。

作为本实用新型改进的技术方案，激光玻璃单元与被动调Q晶体单元采用光胶或者胶合的方式连接。

本实用新型有益效果：

本实用新型的一个人眼安全激光器用激光材料模块具有设计简单、结构紧凑且成本较低的优点，便于大批量生产；且在使用时激光玻璃单元、被动调Q晶体单元和谐振腔（平行平面腔）不需要任何调整。

附图说明

图1 本实用新型的激光材料模块结构示意图；

图中：1、激光玻璃单元；2、被动调Q晶体单元；A、第一光学薄膜；B、第二光学薄膜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置。表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

实施例中附图标记说明：激光玻璃单元1；被动调Q晶体单元2；第一光学薄膜A；第二光学薄膜B。

一个人眼安全激光器用激光材料模块，激光材料模块能在半导体泵浦照射下直接出1.5微米激光，包括激光玻璃单元、被动调Q晶体单元、第一光学薄膜以及第二光学薄膜；激光玻璃单元的一侧镀制有第一光学薄膜，另一侧与被动调Q晶体单元的一侧通过光胶或胶合的方式连接；被动调Q晶体单元的另一侧镀制有第二光学薄膜，并且激光玻璃单元与被动调Q晶体单元的相对位置的设置能保证第一光学薄膜与第二光学薄膜相对平行，相对平行的第一光学薄膜与第二光学薄膜能形成平行平面腔。在选用光学薄膜时，保证第一光学薄膜对泵浦光980nm波段增透（R<0.5%）同时对1.54 μm波段高反（R>99.5%）；第二光学薄膜对980nm波段高反（R>99.5%），并对1.54μm波长部分透射（R<0.5%）。具体的为对于第一光学薄膜为 808nm附近波长增透的模块可采用目前最常用的808nm附近波长的LD泵浦，其具有吸收系数大，吸收带宽宽的优点；对于第一光学薄膜为880nm附近波长增透的模块可采用880nm附近波长的LD泵浦，其具有量子亏损小，热效应影响小，效率高的优点。

激光玻璃单元选用初始透过率为85-95%的掺Er，Yb离子的激光玻璃材质。其中，Er能以Er2O3的形式掺杂，掺杂浓度为0.13-0.5%；Yb能以Yb2O3的形式掺杂，掺杂浓度为22%。

为了保证激光材料模块结构的紧凑性，激光玻璃单元尺寸为长3mm、宽3mm、高3mm；被动调Q晶体单元的尺寸为长3mm、宽1-1.5mm、高3mm。

而在本实施例中被动调Q晶体单元主要采用Co：MgAl2O4晶体、Co：MgAl6O10晶体或者Co2：LaMgAl11O19晶体材质。

所述的激光材料模块的使用方法：材料模块固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热。对于光学薄膜A镀制980nm附近波长增透的模块可采用通过整形聚焦系统后的980nm 附近波长的LD泵浦照射下直接出1.5微米左右的激光。

实施例1：

按照附图1，制作一个人眼安全激光器用激光材料模块。采用掺杂浓度为Er2O30.13wt%，Yb2O3 22wt%，尺寸为 3mm×3mm×3mm的Er，Yb，glass（玻璃）作为激光玻璃单元，采用初始透过率为85%，尺寸为3mm×3mm×1.5mm的Co：MgAl2O4被动调Q晶体单元通过光胶固定在一起。镀制在材料模块前端面的第一光学薄膜对LD泵浦光980nm增透（R<0.5%）同时对产生的1.54 μm波段高反(R>99.5%)，镀制在材料模块后端面的第二光学薄膜对LD泵浦光980nm波段高反(R>99.5%)，并对1.54μm波长部分透射(T=90%)。由第一光学薄膜和第二光学薄膜构成平平腔结构的光学谐振腔。使用时，材料模块固定在金属Cu热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的980nm波长的LD泵浦照射下直接出1535nm波长的脉冲激光。

实施例2

按照附图1，制作一个人眼安全激光器用激光材料模块。采用掺杂浓度为Er2O30.25wt%，Yb2O3 22wt%，尺寸为 3mm×3mm×3mm的Er，Yb，glass作为激光玻璃单元，采用初始透过率为90%，尺寸为3mm×3mm×1.2mm的Co：MgAl6O10被动调Q晶体单元通过光胶固定在一起。镀制在材料模块前端面的第一光学薄膜对LD泵浦光980nm增透（R<0.5%）同时对产生的1.54 μm波段高反(R>99.5%)，镀制在材料模块后端面的第二光学薄膜对LD泵浦光980nm波段高反(R>99.5%)，并对1.54μm波长部分透射(T=90%)。由第一光学薄膜和第二光学薄膜构成平平腔结构的光学谐振腔。使用时，材料模块固定在金属Cu热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的980nm波长的LD泵浦照射下直接出1535nm波长的脉冲激光。

实施例3

按照附图1，制作一个人眼安全激光器用激光材料模块。采用掺杂浓度为Er2O30.5wt%，Yb2O3 22wt%，尺寸为 3mm×3mm×3mm的Er，Yb，glass作为激光玻璃单元，采用初始透过率为95%，尺寸为3mm×3mm×1.0mm的Co：LaMgAl11O19被动调Q晶体单元通过光胶固定在一起。镀制在材料模块前端面的第一光学薄膜对LD泵浦光980nm增透（R<0.5%）同时对产生的1.54 μm波段高反(R>99.5%)，镀制在材料模块后端面的第二光学薄膜对LD泵浦光980nm波段高反(R>99.5%)，并对1.54μm波长部分透射(T=90%)。由第一光学薄膜和第二光学薄膜构成平平腔结构的光学谐振腔。使用时，材料模块固定在金属Cu热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的980nm波长的LD泵浦照射下直接出1535nm波长的脉冲激光。

实施例4

按照附图1，制作一个1.5微米小型化人眼安全激光器用紧凑型材料模块。与实施例1、2、3不同的是激光玻璃单元和调Q被动调Q晶体单元的固定方式是胶合。

Claims

1.一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，包括激光玻璃单元、被动调Q晶体单元、第一光学薄膜以及第二光学薄膜；第一光学薄膜与第二光学薄膜相对平行设置并形成平行平面腔，激光玻璃单元与被动调Q晶体单元内置于平行平面腔中，并且激光玻璃单元的一侧固定连接于第一光学薄膜，另一侧固定连接于被动调Q晶体单元的一侧；被动调Q晶体单元的另一侧固定连接第二光学薄膜。

2.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，激光玻璃单元采用掺Er、Yb离子的激光玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，被动调Q晶体单元采用Co：MgAl2O4晶体、Co：MgAl6O10晶体或者Co2：LaMgAl11O19晶体材质。

4.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，激光玻璃单元的长3mm、宽3mm、高3mm；被动调Q晶体单元的长3mm、宽1-1.5mm、高3mm。

5.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，第一光学薄膜镀于激光玻璃单元的表面。

6.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，第二光学薄膜镀于被动调Q晶体单元表面。

7.根据权利要求1所述的一个人眼安全激光器用激光材料模块，其特征在于，激光玻璃单元与被动调Q晶体单元采用光胶或者胶合的方式连接。