高重复频率1.5um人眼安全调Q微片激光器的制作方法

本发明涉及激光探测技术装置领域，尤其是高重复频率1.5um人眼安全调q微片激光器。

背景技术：

激光雷达的工作原理是：向探测目标发射激光，然后激光被目标反射，反射光被雷达的探测器探测到，即可得到目标的距离、角度、高度、形状等信息。目前激光雷达较多的使用tof法进行探测，其探测能力与发射激光的能量大学以及光束质量有很大关系。现在激光雷达大多都是使用905nm的半导体激光器作为发射光源，而由于半导体激光器的慢轴方向的m平方因子远远大于衍射极限，导致发射的激光的光束质量都比较差，同时对于人眼安全的要求，905nm波长能量要求也不能太高，因此其激光雷达的探测能力受到了极大的限制。而1.5um波段的激光波长位于良好的大气传输窗口，同时又具有人眼安全的性质，在激光雷达探测方面，其探测能力以及应用效果得到了极大的提升，应用的峰值功率可以达到上千kw量级，而相应的固体激光器光束质量可以做到接近衍射极限。

在激光雷达或激光测距中，测量精度是一个非常重要的参数，对核心器件脉冲激光器来说，影响测量精度的重要指标就是脉冲宽度，脉冲宽度正比于测量精度，脉冲宽度越小，测量精度越高，因此减少脉冲激光器的脉宽，是一个非常重要的技术，我们通过研究发现，增加激光器的衍射损耗，可以缩短腔内光子寿命，从而压缩输出脉宽。因此我们提出了本发明所述的方法，来有效减少脉冲激光器的脉宽。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供高重复频率1.5um人眼安全调q微片激光器。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

高重复频率1.5um人眼安全调q微片激光器，其包括依序设置的：

泵浦源：用于提供泵浦光，且泵浦采用连续泵浦方式；

耦合系统：用于把泵浦光耦合到激光腔内；

第一腔镜；

增益介质：用于产生所需的1.5um激光辐射，且所述增益介质为er/yb:yab晶体；

调q晶体：用于产生所需的调q脉冲，所述调q晶体为掺钴尖晶石；

第二腔镜；

所述的第一腔镜和第二腔镜之间形成激光谐振腔，用于1.5um激光形成振荡输出；

所述增益介质和调q晶体胶合为一体结构；

所述的第一腔镜或者第二腔镜上设有用于增加激光衍射损耗的划切孔。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述的第一腔镜镀设有与泵浦波长相对应的增透膜以及相应工作波长的全反膜，所述的第二腔镜镀设有相应工作波长的部分反射膜。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述的第一腔镜为直接镀设在增益介质与其相近的端面上，所述的第二腔镜为直接镀设在调q晶体与其相近的端面上。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述的第一腔镜和第二腔镜上均设有划切孔。

作为一种较优的选择，优选的，所述的划切孔用于其所镀的第一腔镜或第二腔镜表面增加激光的衍射损耗，其中心区域不破坏，只在通光的边缘进行预设深度的损伤；所述的损伤为物理损伤或化学损伤；所述损伤的形状为环状或方孔形状。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述泵浦源的泵浦光波长为900nm～1100nm。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述泵浦源为半导体激光器或固体激光器。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述的耦合系统为一个以上透镜构成，所述透镜的端面镀设有与泵浦源发出泵浦光的波长相适应的增透膜。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述增益介质与调q晶体组成的组合件经过精确的抛光工艺加工成非常薄的厚度，以组合成一个非常短的腔

作为一种可能的实施方式，进一步，所述增益介质与调q晶体胶合为一体后形成的组合件的前后端面通过两块蓝宝石晶体胶合一起。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述输出激光波长为所述增益介质er/yb：yab晶体发射谱1500nm～1600nm的任意波长。

作为一种可能的实施方式，进一步，将所述增益介质置于调q晶体之后或将所述激光增益介质er/yb:yab晶体用er/yb:磷酸盐玻璃替代。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案通过采用连续泵浦的方式，对增益介质er/yb：yab晶体和调q晶体掺钴尖晶石组合成的微片短腔进行泵浦，产生被动调q的1.5um波段的激光，并通过对腔镜划小孔的方式增加激光的衍射损耗，以实现减少脉冲激光器的脉冲宽度，光束质量接近衍射极限，从而可以提高激光雷达的探测能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述：

图1为本发明方案的实施例1简要示意图；

图2为本发明方案实施例1在第一腔镜或第二腔镜上设置划切孔的简要示意图；

图3为本发明方案的实施例2简要示意图；

图4为本发明方案实施例2在第一腔镜或第二腔镜上设置划切孔的简要示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例包括依序设置的泵浦源101、耦合系统102、第一腔镜103、增益介质104、调q晶体105和第二腔镜106，所述增益介质104和调q晶体105光胶为一体结构。

其中，所述的增益介质104为er/yb：yab晶体；所述的第一腔镜103镀设有与泵浦波长相对应的增透膜以及相应工作波长的全反膜，所述的第二腔镜106镀设有相应工作波长的部分反射膜。

另外，所述的第一腔镜103为直接镀设在增益介质104与其相近的端面上，所述的第二腔镜106为直接镀设在调q晶体105与其相近的端面上。如图2所示，可以通过在所镀的腔镜膜（即第一腔镜103或第二腔镜106）的表面上设置划切孔107，在划切孔107的边缘造成膜层损伤增加激光的衍射损耗，并且不破坏划切孔107的中心区域，激光振荡通过划切孔107的中心产生。划切孔107的存在增加激光器的衍射损耗，可以缩短腔内光子寿命，从而压缩输出脉宽。因此提出了本方案所述的方法，来有效减少脉冲激光器的脉宽。

泵浦源101发射的泵浦光，经过耦合系统102，其中，耦合系统102为一个或一个以上透镜构成，其端面镀有与泵浦源101发出的泵浦光的波长相适应的增透膜，经耦合系统102耦合后的泵浦光穿过第一腔镜103，进入增益介质104，并被增益介质104所吸收。

泵浦光被增益介质104吸收后，增益介质104的粒子数发生反转，都聚集到上能级并产生激光辐射，增益介质104和调q晶体105光胶在一起，初始的激光辐射都被调q晶体105吸收，当调q晶体105吸收达到饱和后，增益介质104的上能级粒子快速向下能级跃迁，在由第一腔镜103和第二腔镜106组成的激光腔中形成激光振荡，最后从第二腔镜106输出了脉冲激光。

实施例2

如图3所示，本实施例包括依序设置的泵浦源201、耦合系统202、蓝宝石晶体窗片203，第一腔镜204，增益介质205、调q晶体206、第二腔镜207，蓝宝石晶体窗片208；所述蓝宝石晶体窗片203、208端面镀设相应波长的增透膜。所述蓝宝石晶体窗片203、增益介质205、调q晶体206和蓝宝石晶体窗片208依序光胶为一体结构。所述第一腔镜204镀在增益介质205的端面位置，所述第二腔镜207镀在调q晶体206的端面位置。并且如图4所示，在所镀的腔镜膜（即第一腔镜204或第二腔镜207）的表面上设置划切孔209。划切孔209的存在增加激光器的衍射损耗，可以缩短腔内光子寿命，从而压缩输出脉宽。因此提出了本方案所述的方法，来有效减少脉冲激光器的脉宽。

本实施例的激光器结构与实施例1所述结构大致相似，区别在于所述蓝宝石晶体窗片203、208起到散热的作用与增益介质205和调q晶体206光胶成一体。其它结构和光路都与实施例1所述相同，便不再赘述。

以上所述为本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。