CN219419844U - 纳秒绿宝石激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种纳秒绿宝石激光器。聚光腔沿光线传播方向包括第一端和第二端；绿宝石棒和氙灯置在聚光腔内，氙灯与绿宝石棒呈径向间隔设置；反射镜设置在聚光腔的第一端侧，与聚光腔的第一端间隔设置；输出镜设置在聚光腔的第二端侧，与聚光腔的第二端间隔设置；固体可饱和吸收体设置在反射镜与聚光腔第一端之间，或者，输出镜与聚光腔的第二端之间；固体可饱和吸收体采用掺杂Cr⁴⁺离子的材质制作。纳秒绿宝石激光器所需调Q元件(固体可饱和吸收体)尺寸小，成本低，调节方便，无需电光调Q的控制，高压供电系统，结构简单，降低了整个激光器的设计难度和成本，提高了安全性。

Description

纳秒绿宝石激光器

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种纳秒绿宝石激光器。

背景技术

翠绿宝石激光器可调谐产生0.72～0.8μm波长的激光，其在医疗美容、化学生产、材料加工以及军事领域有着广泛的应用。其中尤以医疗美容方面的应用更广泛。翠绿宝石激光器产生的波长755nm激光，是黑色素最佳的吸收波长，因此它对于毛发祛除和色素损伤治疗有卓越的疗效。

传统的氙灯泵浦的翠绿宝石激光器由于存在弛豫振荡现象，产生了能量在阈值附近起伏的尖峰脉冲序列，而且输出的激光脉冲的脉冲宽度在毫秒至微秒量级，无法实现激光脉宽的纳秒输出，阻碍了激光脉冲峰值功率的提高，从而限制了此类激光器的应用。

为了提高绿宝石激光器的激光脉冲峰值功率，现阶段的主流方案是使用电光调Q技术，压缩激光脉冲的脉冲宽度，实现激光器的纳秒输出，从而提高激光脉冲峰值功率。

电光Q开关是激光器中非常重要的一个组成部分，电光调Q技术是利用在电光Q开关内部的晶体上施加电压改变晶体的折射率，从而达到改变通过晶体激光的偏振态，与偏振片一起使用可以实现对激光的开关作用，利用了电光Q开关的脉冲激光，具有可以实现纳秒输出，提高峰值功率高，可重复精度高等优势，但此种方案需要在激光谐振腔内插入多个光学元器件，增大了谐振腔的损耗，增加了谐振腔的调整难度，降低了谐振腔的稳定性，同时电光Q开关需要一整套控制，高压供电系统，提高了整个激光器的成本和设计难度。

由于绿宝石晶体的受激发射截面较小、增益较低，因此使用典型的电光调Q技术，所获得的调Q激光脉冲的脉冲宽度只能达到百纳秒级别，无法进一步压缩激光脉冲的脉冲宽度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有电光调Q纳秒翠绿宝石激光器造价高、调节难度大且脉宽较宽的问题，提供一种调节方便、成本低的纳秒绿宝石激光器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种纳秒绿宝石激光器，包括：

聚光腔：沿光线传播方向包括第一端和第二端；

绿宝石棒：设置在聚光腔内；

氙灯：设置在聚光腔内，与绿宝石棒呈径向间隔设置；

反射镜：设置在聚光腔的第一端侧，与聚光腔的第一端间隔设置；

输出镜：设置在聚光腔的第二端侧，与聚光腔的第二端间隔设置；

固体可饱和吸收体：设置在反射镜与聚光腔第一端之间，或者，输出镜与聚光腔的第二端之间；

所述固体可饱和吸收体采用掺杂Cr⁴⁺离子的材质制作。

本实用新型一些实施例中，固体可饱和吸收体的材质包括但不限于：YSO晶体、GSGG晶体。

本实用新型一些实施例中，固体可饱和吸收体包括朝向聚光腔的第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，所述第一侧面和第二侧面镀减反膜。

本实用新型一些实施例中，所述反射镜朝向聚光腔第一端一侧的端面为平面，或，凹面，或，凸面。

本实用新型一些实施例中，所述反射镜朝向聚光腔第一端的一侧端面镀高反膜。

本实用新型一些实施例中，所述反射镜采用透明材料制作，包括但不限于玻璃、石英。

本实用新型一些实施例中，所述绿宝石棒沿长度方向包括第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面均为平面。

本实用新型一些实施例中，所述第一端面和第二端面均镀减反膜。

本实用新型一些实施例中，所述输出镜朝向聚光腔第二端一侧的端面镀反射膜，反射膜的反射率为40％～90％。

本实用新型一些实施例中，所述聚光腔采用陶瓷材质或石英材质制作。

较现有技术相比，本实用新型提供的纳秒绿宝石激光器的技术优势在于：

1、提供一种纳秒绿宝石激光器，采用固体可饱和吸收体作为被动调Q材料，输出纳秒翠绿宝石激光，将翠绿宝石激光器的脉宽压缩至25ns以下，且所需调Q元件(固体可饱和吸收体)尺寸小，成本低，调节方便。

2、无需电光调Q的控制，高压供电系统，结构简单，降低了整个激光器的设计难度和成本，提高了安全性。

3、减少了整个激光谐振腔内部的光学组件数量，降低了整个激光谐振腔的插入损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为纳秒绿宝石激光器第一实施例结构示意图；

图2为纳秒绿宝石激光器第二实施例结构示意图；

以上各图中：

1-聚光腔，101-第一端，102-第二端；

2-绿宝石棒，201-第一端面，202-第二端面；

3-氙灯；

4-反射镜；

5-输出镜；

6-固体可饱和吸收体，601-第一侧面，602-第二侧面。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”，另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，不用于暗指相对重要性。

本实用新型提供一种纳秒绿宝石激光器，包括如下结构单元。

聚光腔1：沿光线传播方向包括第一端101和第二端102。聚光腔1为具有一定长度和宽度，定义其长度方向为轴向，宽度方向为径向。聚光腔1内部为空腔，本实用新型一些实施例中，聚光腔1采用陶瓷材质或石英材质制作。

绿宝石棒2：设置在聚光1腔内。本实用新型一些实施例中，绿宝石棒2沿长度方向包括第一端面201和第二端面202，第一端面201和第二端面202均为平面。

为了降低反射性，本实用新型一些实施例中，第一端面201和第二端面202均镀减反膜，例如，镀755nm减反膜。

氙灯3：设置在聚光腔1内，与绿宝石棒3呈径向间隔设置，即，沿着聚光腔1的宽度方向间隔设置。氙灯3作为激励绿宝石棒2的泵浦源。聚光腔1内采用冷却水对绿宝石棒2、氙灯3进行冷却。

反射镜4：设置在聚光腔的第一端101侧，与聚光腔的第一端101间隔设置。

本实用新型一些实施例中，反射镜4朝向聚光腔第一端101一侧的端面为平面，或，凹面，或，凸面。

本实用新型一些实施例中，反射镜4朝向聚光腔第一端101的一侧端面为谐振腔的反射面，镀高反膜，例如，镀755nm高反膜。

本实用新型一些实施例中，反射镜4采用透明材料制作，包括但不限于玻璃、石英。

输出镜5：设置在聚光腔的第二端102侧，与聚光腔的第二端102间隔设置。

本实用新型一些实施例中，输出镜5朝向聚光腔第二端102一侧的端面也为反射面，镀反射膜，反射膜的反射率为40％～90％。

固体可饱和吸收体6：设置在反射镜4与聚光腔第一端101之间，或者，输出镜5与聚光腔的第二端102之间。参考图1和图2，分别所示了两种吸收体6的设置方式。

固体可饱和吸收体6的厚度在0.5～5mm之间，其两端可抛光亦可镀减反膜。

固体可饱和吸收体6采用掺杂Cr⁴⁺离子的材质制作。本实用新型一些实施例中，固体可饱和吸收体6的材质包括但不限于：YSO晶体、GSGG晶体，即：Cr⁴⁺：YSO，Cr⁴⁺：GSGG。

本实用新型一些实施例中，固体可饱和吸收体6包括朝向聚光腔的第一侧面601和与第一侧面601相对的第二侧面602，第一侧面601和第二侧面602镀减反膜。在一些实施例中，也可以选择第一侧面601和第二侧面602不镀膜，或者选择在一个侧面镀膜。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳秒绿宝石激光器，其特征在于，包括：

聚光腔：沿光线传播方向包括第一端和第二端；

绿宝石棒：设置在聚光腔内；

氙灯：设置在聚光腔内，与绿宝石棒呈径向间隔设置；

反射镜：设置在聚光腔的第一端侧，与聚光腔的第一端间隔设置；

输出镜：设置在聚光腔的第二端侧，与聚光腔的第二端间隔设置；

固体可饱和吸收体：设置在反射镜与聚光腔第一端之间，或者，输出镜与聚光腔的第二端之间；

所述固体可饱和吸收体采用掺杂Cr⁴⁺离子的材质制作。

2.如权利要求1所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，固体可饱和吸收体的材质包括但不限于：YSO晶体、GSGG晶体。

3.如权利要求2所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，固体可饱和吸收体包括朝向聚光腔的第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，所述第一侧面和第二侧面镀减反膜。

4.如权利要求1所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述反射镜朝向聚光腔第一端一侧的端面为平面，或，凹面，或，凸面。

5.如权利要求1或4所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述反射镜朝向聚光腔第一端的一侧端面镀高反膜。

6.如权利要求1或4所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述反射镜采用透明材料制作，包括但不限于玻璃、石英。

7.如权利要求1所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述绿宝石棒沿长度方向包括第一端面和第二端面，所述第一端面和第二端面均为平面。

8.如权利要求7所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述第一端面和第二端面均镀减反膜。

9.如权利要求1所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述输出镜朝向聚光腔第二端一侧的端面镀反射膜，反射膜的反射率为40％～90％。

10.如权利要求1所述的纳秒绿宝石激光器，其特征在于，所述聚光腔采用陶瓷材质或石英材质制作。