专利名称：一种提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法
技术领域：
本发明涉及固体激光器，特别是涉及氟化铝锶锂类固体激光器。
氙灯泵浦的氟化铝锶锂类激光器，已有的方法是用水做冷却液。氙灯光被聚光腔聚集到激光晶体上，氙灯谱覆盖氟化铝锶锂晶体的吸收谱，但氟化铝锶锂吸收谱不能覆盖氙灯谱，光谱失配，泵浦效率低，如文献(1)中国激光1995年，A22卷第7期的“闪光灯泵浦CrLiSAF可调谐激光器”，他们用φ6×45的氟化铝锶锂晶体只能达到480mJ激光输出。
本发明的目的在于克服灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出能量低的缺陷，提供一种用诺丹明640溶液冷却的同时又能对灯谱进行光谱转移，实现泵浦光谱与激光晶体的吸收光谱匹配，从而达到提高氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的目的。
本发明的目的是这样实现的本发明的灯泵氟化铝锶锂类激光器有两个谐振腔镜5，在两个谐振腔之间有聚光腔1，聚光腔内有氟化铝锶锂类激光晶体3，在氟化铝锶锂类激光晶体两侧有灯源2(如氙灯，连续氪灯等)，由循环的有机染料诺丹明640溶液4冷却灯源2和氟化铝锶锂类激光晶体3。
本发明用的诺丹明640溶液浓度为1×10-7～10×10-7mol，冷却方法可以是全腔冷却或是在灯源和激光晶体上分别加水冷套冷却。
本发明也可以用单个灯源。
氟化铝锶锂类晶体，包括氟化铝锶锂晶体和改性的氟化铝锶锂晶体，改性的氟化铝锶锂晶体包括氟化铝钙锶锂、氟化铝镓锶锂、氟化铝钙镓锶锂。
灯谱中短波长部分的光被诺丹明640吸收，诺丹明640被激发，并发射谱中心波长为640nm的宽谱带荧光泵浦氟化铝锶锂类激光晶体。氟化铝锶钙锂晶体吸收谱的中心波长在640nm处，正好与转移后的泵浦光谱匹配，即实现了光谱匹配，由于诺丹明640荧光谱的量子转换效率为100％，从而提高了泵浦效率，达到了提高激光输出效率的目的。当灯源脉冲宽度变窄或输入能量提高时，灯源的发射谱向短波长方向移动即光谱兰移，光谱转移就更为有效。本发明的灯泵氟化铝锶锂类激光器，目前的实验结果最高已达到5.3焦耳激光能量输出。本发明用诺丹明640做冷却液的灯泵氟化铝锶锂类激光器，从图6可以看到比水冷却的激光器，激光输出斜效率提高了10％。
本发明由于诺丹明640溶液对灯谱的光谱转移效果，改善了泵浦光谱与氟化铝锶锂类激光晶体吸收光谱的匹配关系，提高了泵浦效率，提高了激光输出斜效率，实现了高效率激光器。
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明
图1是本发明的灯泵氟化铝锶锂类激光器以诺丹明640全腔冷却的结构2是本发明的灯泵氟化铝锶锂类激光器以诺丹明640分别冷却的结构3是氟化铝锶钙锂的吸收谱图4是氙灯光谱图5是诺丹明640nm吸收和发射谱图6是不用诺丹明640光谱转移和用诺丹明640光谱转移的氟化铝锶锂类激光器输出斜效率的比较曲线实施例1按照图1制作一台用诺丹明640光谱转移氙灯泵浦的氟化铝锶锂激光器，在激光器的聚光腔内是浓度为5×10-7mol的诺丹明640溶液，诺丹明640溶液充满全腔冷却氙灯和氟化铝锶锂晶体，在聚光腔内，诺丹明640吸收氙灯谱中短波长的光转移发射光谱在以640nm为中心的红光区(见图5)。对照图3可以看出，经诺丹明640光谱转移，泵浦和氟化铝锶锂吸收谱有较好的匹配。由图6的实验结果可以看到利用诺丹明640光谱转移方法，氟化铝锶锂激光输出斜效率提高了10％。
实施例2按照图1制作一台诺丹明640光谱转移的氙灯泵浦的氟化铝钙锶锂激光器，在激光器的聚光腔内，充满浓度为5×10-7mol的诺丹明640溶液进行全腔冷却，诺丹明640溶液吸收氙灯谱中短波长的光转移发射谱为图5所示诺丹明640荧光谱，比照图3所示的氟化铝钙锶锂吸收谱，诺丹明640荧光转移方法，实现了光谱匹配。在输入能量为230焦耳时，输出激光能量达到了5.3焦耳。
实施例3按照图1制作一台与实施例1相同的激光器，选用氟化铝镓锶锂作为激光晶体，诺丹明640溶液的浓度为1×10-7mol，在激光腔内增加调Q元件，构成用诺丹明640光谱转移方法的氟化铝镓锶锂调Q激光器，这个激光器的泵浦效率高。
实施例4按照图2制作一台用连续氪灯泵浦氟化铝钙镓锶锂激光器，用浓度为10×10-7mol的诺丹明640溶液对连续氪灯和氟化铝钙镓锶锂激光晶体分别进行冷却，诺丹明640溶液对连续氪灯谱进行光谱转移，转移后的光从水冷套中射出，泵浦氟化铝钙镓锶锂激光晶体，结果表明提高了泵浦效率。
实施例5实验步骤如实施例1，将光源换成火花放电脉冲光源，结果表明提高了泵浦效率。
实施例6实验步骤如实施例1，将光源换成管壁烧融闪光灯光源，结果表明提高了泵浦效率。
实施例7实验步骤如实施例1，将光源换成涡流稳定氩闪光灯光源，实验结果表明提高了泵浦效率。
权利要求
1.一种提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法，灯泵氟化铝锶锂类激光器有两个谐振腔镜，在两个谐振腔之间有聚光腔，在聚光腔内有氟化铝锶锂激光晶体，在氟化铝锶锂激光晶体两侧有氙灯，其特征在于在聚光腔内加入浓度为1×10-7～10×10-7mol的循环的诺丹明640溶液，全腔冷却氙灯和氟化铝锶锂类激光晶体。
2.按权利要求1所述的提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法，其特征在于所用脉冲氙灯光源还可以换成连续氪灯，火花放电脉冲光源，管壁烧融闪光灯光源或涡流稳定氩闪光灯光源。
3.按权利要求1所述的提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法，其特征在于诺丹明640溶液的冷却方法还可以是分别在灯源和激光晶体上加水冷套部分冷却。
4.按权利要求1所述的提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法，其特征在于所用的激光晶体可以换成改性的氟化铝锶锂晶体，包括氟化铝钙锶锂、氟化铝镓锶锂、氟化铝钙镓锶锂。
5.按权利要求1所述的提高灯泵氟化铝锶锂类激光器激光输出效率的方法，其特征在于所用灯源还可以是单个灯源。
全文摘要
本发明涉及氟化铝锶锂类激光器。本发明通过在激光器的聚光腔内加入一定浓度(1×10
文档编号H01S3/16GK1285635SQ9911166
公开日2001年2月28日 申请日期1999年8月23日 优先权日1999年8月23日
发明者许祖彦, 徐瑶, 杭寅, 魏世道, 房晓俊, 张恒利, 徐秀俐, 陶德节, 王爱华, 张鸿博, 齐俊杰, 韩奇阳 申请人:中国科学院物理研究所