体构成的激光棒4，激光棒4前端前方沿激光棒4中心轴线延伸线依次设置有起偏器3、由硅酸镓镧晶体构成的LGS电光调Q晶体2、输出腔片1，激光棒4后端后方沿激光棒4中心轴线延伸线依次设置有45度反射镜5、准直聚焦透镜6，准直聚焦透镜6前端朝向激光棒4后端，激光棒4后端后方位于45度反射镜5反射面一侧依次设置有1/4波片7、后腔片8 ;还包括有控制器9、半导体激光器10、半导体激光电源11、退压调Q高压模块13，半导体激光器10通过石英光纤12与准直聚焦透镜6后端耦合连接，半导体激光电源11、退压调Q高压模块13分别接入控制器9，且半导体激光电源11供电至半导体激光器10，退压调Q高压模块13与LGS电光调Q晶体2连接。
[0028]激光棒4中，Er:YSGG激光晶体为柱状结构，Er:YSGG激光晶体前、后端面分别键合YSGG晶体，且Er: YSGG激光晶体前、后端面分别镀2.79um和966nm的增透膜，激光晶体掺杂浓度在30-50%之间；整个激光棒4用导热较好的铟纸包裹放置在热沉中，热沉采用导热较好的紫铜材质，并采用TEC进行换热，用风扇带走换下来的热量，实现激光晶体的温度控制。
[0029]半导体激光器10中心波长为966nm，QCW模式，峰值功率大于150W，半导体激光器10通过直径为200-600um的石英光纤12，将激光传导至准直聚焦透镜6，准直聚焦透镜6对半导体激光进行准直后聚焦入射到激光棒4端面，放大比为1:2?1:4。
[0030]构成LGS电光调Q晶体2的硅酸镓镧晶体是单轴旋光晶体，在波长为2.79 μ m处的折射率n=l.8556，损伤阈值达750MW/cm2，硅酸镓镧晶体沿X_Y_Z方向切割为长方体，X轴方向加电场，两Υ-Ζ面对称平行镀金作为电极；沿Ζ轴方向通光，双Χ-Υ面镀2.79 μ m增透膜。
[0031]1/4波片7由氟化镁、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化钙或A1203加工制成，1/4波片7通光口径为12_，双面镀2.79 μ m的增透膜，垂直于光路，光轴方向平行于偏振方向，置于45度反射镜片5与后腔片8之间。
[0032]45度反射镜5由K9、熔石英加工制成，沿45度入射，沿45度入射，靠近激光晶体的一面镀2.79 μπι的全反膜和966nm的高透膜，靠近准直聚焦透镜另一面镀966nm的增透膜。
[0033]起偏器3是入射的布儒斯特角介质膜起偏器，由白宝石、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化镁、或氟化钙片镀膜制成，要求对Tp分量透过，Ts分量反射，要求消光比大于100:1，损伤阈值大于200Mff/cm2。
[0034]后腔片8和输出腔片1均为白宝石、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化钙或氟化镁制成，其中后腔片靠近1/4波片的面镀2.79 μ m全反膜，输出腔片靠近LGS电光调Q晶体的面镀5°/『95%反射膜。靠近腔外的面镀2.79 μ m增透膜。
[0035]半导体激光电源11的工作频率为1?500Hz，脉宽在50 μ s-1000 μ s可调，电流在0-10A，占空比小于50%。
[0036]控制器9对半导体激光电源11的参数进行设置和控制，并产生同步脉冲信号对退压调Q高压模块13进行触发。
[0037]本发明可以在1-500HZ重复频率下工作，实现窄脉冲、高光学质量的激光输出。
【主权项】
1.半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:包括由Er: YSGG激光晶体构成的激光棒，激光棒前端前方沿激光棒中心轴线延伸线依次设置有起偏器、由硅酸镓镧晶体构成的LGS电光调Q晶体、输出腔片，激光棒后端后方沿激光棒中心轴线延伸线依次设置有45度反射镜、准直聚焦透镜，所述准直聚焦透镜前端朝向激光棒后端，激光棒后端后方位于45度反射镜反射面一侧依次设置有1/4波片、后腔片；还包括有控制器、半导体激光器、半导体激光电源、退压调Q高压模块，所述半导体激光器通过石英光纤与准直聚焦透镜后端耦合连接，所述半导体激光电源、退压调Q高压模块分别接入控制器，且半导体激光电源供电至半导体激光器，退压调Q高压模块与LGS电光调Q晶体连接。2.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述激光棒中，Er:YSGG激光晶体为柱状结构，Er:YSGG激光晶体前、后端面分别键合YSGG晶体，且Er: YSGG激光晶体前、后端面分别镀2.79um和966nm的增透膜，Er:YSGG激光晶体掺Er3+浓度在30-50%之间；整个激光棒用导热较好的铟纸包裹放置在热沉中，热沉采用导热较好的紫铜材质，并采用TEC进行换热，用风扇带走换下来的热量，实现激光晶体的温度控制。3.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述半导体激光器中心波长为966nm，QCW模式，峰值功率大于150W，半导体激光器通过直径为200-600um的石英光纤，将激光传导至准直聚焦透镜，准直聚焦透镜对半导体激光进行准直后聚焦入射到激光棒端面，准直聚焦透镜放大比为1:2?1:4。4.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:构成LGS电光调Q晶体的硅酸镓镧晶体是单轴旋光晶体，在波长为2.79 μ m处的折射率n=l.8556，损伤阈值达750MW/cm2，硅酸镓镧晶体沿X_Y_Z方向切割为长方体，X轴方向加电场，两Υ-Ζ面对称平行镀金作为电极；沿Ζ轴方向通光，双Χ-Υ面镀2.79 μ m增透膜。5.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述1/4波片由氟化镁、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化钙或A1203加工制成，1/4波片通光口径为8_，双面镀2.79 μ m的增透膜，垂直于光路，光轴方向平行于偏振方向，置于45度反射镜片与后腔片之间。6.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述45度反射镜由K9、熔石英加工制成，沿45度入射，靠近激光晶体的一面镀2.79 μ m的全反膜和966nm的高透膜，靠近准直聚焦透镜另一面镀966nm的增透膜。7.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于::所述起偏器是入射的布儒斯特角介质膜起偏器，由白宝石、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化镁、或氟化钙片镀膜制成，要求对Tp分量透过，Ts分量反射，要求消光比大于100:1，损伤阈值大于200Mff/cm2。8.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述后腔片和输出腔片均为白宝石、或YSGG晶体、或YAG晶体、或氟化钙或氟化镁制成，其中后腔片靠近1/4波片的面镀2.79 μ m全反膜，输出腔片靠近LGS电光调Q晶体的面镀5%~95%反射膜，靠近腔外的面镀2.79 μ m增透膜。9.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述半导体激光电源的工作频率为1?500Hz，脉宽在50 μ s-1000 μ s可调，电流在0-10A，占空比小于50%。10.根据权利要求1所述的半导体激光端面栗浦Er:YSGG电光调Q激光器，其特征在于:所述控制器对半导体激光电源的参数进行设置和控制，并产生同步脉冲信号对退压调Q高压模块进行触发。
【专利摘要】本发明公开了一种半导体激光端面泵浦Er：YSGG电光调Q激光器，包括激光棒，激光棒前端前方设置有起偏器、LGS电光调Q晶体、输出腔片，激光棒后端后方设置有45度反射镜、准直聚焦透镜，激光棒后端后方位于45度反射镜反射面一侧依次设置有1/4波片、后腔片；还包括有控制器、半导体激光器、半导体激光电源、退压调Q高压模块，半导体激光器通过石英光纤与准直聚焦透镜后端耦合连接，半导体激光电源、退压调Q高压模块分别接入控制器，且半导体激光电源供电至半导体激光器，退压调Q高压模块与LGS电光调Q晶体连接。本发明同时具有重复频率高、激光脉宽窄、激光模式好等特点。
【IPC分类】H01S3/0941, H01S3/11, H01S3/16
【公开号】CN105322429
【申请号】CN201510808582
【发明人】程庭清, 王礼, 王金涛, 杨经纬, 邢庭伦, 胡舒武, 崔庆哲, 吴先友, 江海河
【申请人】中国科学院合肥物质科学研究院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月19日