专利名称：双脉宽输出激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光设备，尤其涉及一种双脉宽输出激光器。
背景技术：
目前，激光作为治疗仪器在医学上已经得到了广泛使用，短脉冲宽度调Q YAG 激光在祛斑、美容方面已经得到了很好的效果。长脉冲宽度YAG激光在嫩肤、 脱毛、治疗血管性病变方面的疗效也得到了认可。
通常，短脉冲宽度YAG激光利用电光调Q技术实现短脉宽、高峰值功率的 激光输出，而长脉冲宽度YAG激光因不使用调Q技术，输出则为长脉宽的脉冲 激光。要同时实现这两种激光工作模式的输出一般需要两台激光设备；或者在 同一台激光设备中加设传动机械装置，根据需要将执行电光调Q的部件(如 pockels盒和波片)移进或者移出激光发生光路，从而达到切换两种激光工作模 式的目的。但是上述两种设计方法的缺点也是显而易见的采用两台激光设备 虽然简单可行但浪费设备资源；而一般釆用的移动电光调Q部件的方式，其缺 点在于电光调Q部件体积较大，如果要移动电光调Q部件必须预留一个比较大 的空间，而且移动装置必须具备有高精度的定位功能才能保证稳定地工作，这 样就会使整套激光设备变得结构复杂、体积偏大；而电光调Q部件是激光发生 装置的光学关键部件，它是一个精密元件，其在工作中对角度比较敏感，经常 移动则容易造成角度偏差，从而影响激光器的工作效率。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有单机激光器存在的不足，提供一种结构简 单，工作稳定的双脉宽输出激光器，其输出长脉冲宽度YAG激光和短脉冲宽度 调QYAG激光，其中长脉冲宽度YAG激光的输出脉宽在50w以上，短脉冲宽度 调Q YAG激光的输出脉宽范围在5 ~ 100ns之间。
为了解决上述技术问题，本实用新型的双脉宽输出激光器，包括高斯输出镜、聚光腔、氙灯、激光晶体、偏振片、入/4波片、pockels盒、全反射镜以 及脉冲驱动电路，所述的pockels盒固定设置于激光发生光路中；所述的脉冲 驱动电路包括长脉冲驱动电路和窄脉冲驱动电路，两驱动电路的一端与pockels 盒的一端电连接，两驱动电路的另一端通过切换开关与pockels盒的另一端电 连接。
所述的长脉冲驱动电路和窄脉冲驱动电路的输出端连接在一起并与 pockels盒的一端电连接，两驱动电路的输入端分别和切换开关的两个切换端点 电连接，切换开关的固定端与pockels盒的另一端电连接。
在窄脉冲激光模式下，系统发出指令，将驱动电路切换到窄脉冲驱动电路, 向Pockels盒加瞬间入/4波电压脉冲，使激光系统工作在调Q模式.输出脉宽 为5~100ns的短脉冲激光。
在长脉冲激光模式下，系统发出指令,将驱动电路切换到长脉冲驱动电路, 向Pockels盒加持续的入/2电压,使激光系统工作在低损耗模式，从而激光产生 自由振荡,输出脉宽为50|lis以上的长脉冲激光。
本实用新型的双脉宽输出激光器在基本不改变单机体积的前提下通过优化 电路和结构设计达到双脉宽输出，采用切换开关连接不同的驱动电路来控制激 光发生器在不同输出工作模式间进行切换，这样既简化了结构、使其体积与单 工作模式的激光器相近似，又因采用了对pockels盒施加不同脉宽、不同强度 的脉冲电压以达到不同脉宽的激光输出的方式。其单机实现双工作模式是在调Q 光学部件固定于激光发生光路的前提下实现的，也就避免了因移动光学部件造 成的偏差、效率下降和工作不稳定等缺陷，实际搡作中，只要根据需要调节切 换开关，选择不同的脉冲驱动电路就可以方便地得到不同脉宽的脉冲激光。
图l是本实用新型双脉宽输出激光器的结构示意图。
图2是本实用新型输出短脉宽调Q YAG激光时pockels盒上脉冲电压周期变化 示意图。
图3是本实用新型输出长脉宽YAG激光时pockels盒上外加恒定电压示意图。 图4是本实用新型输出长脉宽YAG激光时pockels盒上脉冲电压周期变化示意 图。
图中1.高斯输出镜2.聚光腔3.偏振片4.入/4波片 5. pockels盒6.全反射镜 7.窄脉冲驱动电路 8.长脉冲驱动电路 9.切换开关 10.氙灯 11.激光晶体
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明 如图1示出了本实用新型的双脉宽输出激光器，包括高斯输出镜1、聚光腔 2、偏振片3、入/4波片4、 pockels盒5、全反射镜6、窄脉冲驱动电路7、长 脉冲驱动电路8、切换开关9、氙灯IO、激光晶体ll;所述的pockels盒5固 定设置于激光发生光路中，pockels盒5的一端与切换开关9的固定点电连接， 切换开关9的两切换点分别与窄脉冲驱动电路7和长脉冲驱动电路8的一端电 连接，两驱动电路的另一端通过导线连接在一起之后再与pockels盒5的另一 端电连接。
使用时，如需切换激光输出的脉冲宽度，只需调节切换开关9，开关接通不 同脉宽的脉冲驱动电路，在pockels盒5的两端就会施加不同脉宽的脉冲电压， 从而控制激光器输出不同脉宽的脉冲激光。
图2是本实用新型输出短脉宽调Q YAG激光时pockels盒上脉冲电压周期 变化示意图。YAG晶体在氙灯10的光泵下发射自然光，通过偏振片3后，光東 变为沿x方向的线偏振光，如果pockels盒5上未加电压，线偏振光沿光轴通 过pockels盒5,其偏振状态不发生变化，经全反射镜6后，再次无变化的通过 pockels盒5和偏振片3,电光调Q开关处于"打开"状态，激光器处于高Q值 状态；如果pockels盒5上外加入/4电压，由于泡克尔斯效应，当沿x方向的 线偏振光通过pockels盒5后，经全反射镜6反射回来，再次经过pockels盒5， 线偏振光的振动方向改变兀/2，线偏振光不能再通过偏振片3，电光调Q开关处 于"关闭"状态，激光器处于低Q值状态。如图2中所示，在氙灯10刚开始光 泵浦时，系统控制切换开关9选择窄脉冲驱动电路7,窄脉冲驱动电路7在 pockels盒5上产生高度为A/4的电压，光東不能在谐振腔中通过，此时激光 器处于低Q值状态，由于光泵的继续激励作用，上能级粒子数便迅速增加；经 过一段时间后，待激光上能级粒子数积累到最大值时，窄脉冲驱动电路7在 pockels盒5上的电压突然撤去，激光器瞬间处于高Q值状态，产生雪崩式激光 振荡，从而产生短脉宽调Q YAG激光。窄脉冲驱动电路7在pockels盒5上产 生的脉冲电压宽度非常窄，即电光调Q开关从"关闭"到"打开"整个过程瞬 间完成，动作的持续时间比腔中光子的寿命短，所以可使激光脉冲功率达到极 高。窄脉冲驱动电路7在pockels盒上外加入/4电压的是周期性的，周期时间比激光产生一次调Q激光脉冲长。
图3是本实用新型输出长脉宽YAG激光时pockels盒上外加恒定电压示意 图。在氙灯10刚开始泵浦时，系统控制切换开关9选择长脉冲驱动电路8，长 脉冲驱动电路8在pockels盒上产生高度为X/4的恒定电压，光東不能再通过 偏振片3，此时激光器处于低Q值状态，由于外界激励作用上能级粒子数在迅速 增加，形成自由振荡，产生长脉宽YAG激光。长脉宽YAG激光的峰值功率比短 脉宽调Q YAG的低。虽然通过长脉冲驱动电路8给pockels盒5上加一恒定入 /4电压可以产生长脉宽YAG激光，但是由于在整个激光产生过程中，pockels
盒5上一直保持入/4电压，这将会缩短pockels盒5的使用寿命，因此，图4 中介绍的是采用另外一种产生长脉宽YAG激光的方法。
图4是本实用新型输出长脉宽YAG激光时pockels盒上脉冲电压周期变化 示意图。图3中所示的方法虽然可以产生长脉冲宽度YAG激光，但是会缩短 pockels盒5的使用寿命。下面将介绍一种改进方法在氙灯刚开始光泵浦时， 系统控制切换开关9选择长脉冲驱动电路8，长脉冲驱动电路8在pockels盒上 产生高度为入/4的电压，光束不能再通过偏振片3,此时激光器处于低Q值状 态，虽然由于外界激励作用上能级粒子数在迅速增加，但此时光损耗大，振荡 也就建立起来，形成一次长脉宽YAG激光脉冲。然后，长脉冲驱动电路8在 pockels盒5上所加电压变为0,等到下一次光泵浦开始的时刻，再重复上述步 骤，给pockels盒5加压。所以此时pockels盒上的电压将是一个周期脉冲。 有效延长了 pockels盒5的使用寿命。
权利要求1.一种双脉宽输出激光器，包括高斯输出镜、聚光腔、氙灯、激光晶体、偏振片、λ/4波片、pockels盒、全反射镜以及脉冲驱动电路，其特征在于所述的pockels盒固定设置于激光发生光路中；所述的脉冲驱动电路包括长脉冲驱动电路和窄脉冲驱动电路，两驱动电路的一端与pockels盒的一端电连接，两驱动电路的另一端通过切换开关与pockels盒的另一端电连接。
2. 根据权利要求1所述的双脉宽输出激光器，其特征在于所述的长脉冲驱动 电路和窄脉冲驱动电路的输出端连接在一起并与pockels盒的一端电连接，定端与pockels盒的另 一端电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种双脉宽输出激光器，包括高斯输出镜、聚光腔、氙灯、激光晶体、偏振片、λ/4波片、pockels盒、全反射镜以及脉冲驱动电路，pockels盒固定设置于激光发生光路中；脉冲驱动电路包括长脉冲驱动电路和窄脉冲驱动电路，两驱动电路的一端与pockels盒一端电连接，两驱动电路的另一端通过切换开关与pockels盒另一端电连接。该激光器采用切换开关连接不同的驱动电路来控制激光发生器在不同输出工作模式间进行切换，不但简化了结构、使其体积与单工作模式激光器相近似，而且调Q光学部件固定于激光发生光路，避免了因移动光学部件造成的偏差、不稳定等缺陷，操作中只需控制切换开关选择不同的驱动电路就可以方便地得到不同脉宽的脉冲激光。
文档编号H01S3/00GK201075571SQ20072007321
公开日2008年6月18日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者万俊超, 任秋实, 铸 陈, 马毓昭, 黄欣明 申请人:上海奥通激光技术有限公司