Tm:YAP增益开关激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种泵浦激光器，尤其涉及一种Tm:YAP增益开关激光器，属于激光设备领域。
【背景技术】
[0002]2 μπι波段光具有人眼安全的特性，它在军事、医疗和环境监测等方面有着广泛的用途。作为2 μ m波段激光器的工作物质，Tm:YAP晶体具有掺杂浓度高、转换效率高等优点，是一种具有极大应用潜力的新型固体激光材料。一般的，该波段常用的领域包括激光雷达、医学应用等。目前国外对此研宄较多，而国内的相关应用研宄才刚刚开始，人们围绕如何提高2 μπι波段激光输出功率及效率从材料与器件上进行了多方位的探索研宄，特别是大功率半导体激光器出现后，促使人们以激光二极管为泵浦源在提供高效、小型化及性能稳定的2 μ m波段激光器上进行更深层次的研宄和开发。
[0003]目前该领域的几个基本问题是:
[0004]1.国产化较低，目前国内没有系统的研宄和稳定的实物；
[0005]2.小型化设备较少，极大地限制了其应用的领域；
[0006]3.与传统的泵浦方式相比，泵浦效率较低。
【实用新型内容】
[0007]为了克服现有技术的不足，解决好现有技术的问题，弥补现有目前市场上现有产品的不足。
[0008]本实用新型提供了一种Tm:YAP增益开关激光器，包括电源、激光发射器、耦合器、TM:YAP晶体、声光调Q开关、透镜和光电探测器，沿着激光发射器的激光方向依次设置耦合器、TM:YAP晶体、声光调Q开关、透镜和光电探测器。
[0009]优选的，上述激光器输出中心波长为795.2nm，光谱谱线宽度为1.7nm，最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1W。
[0010]优选的，上述声光调Q开关的声光晶体长度为46mm，射频频率为27.12MHz，通电损耗?55%，使用水冷方式对其进行制冷。
[0011]优选的，上述Tm:YAP增益开关激光器还包括示波器，与光电探测器连接。
[0012]优选的，上述Tm:YAP增益开关激光器还包括信号发生器，与声光调Q开关连接。
[0013]优选的，上述激光发射器发出的激光依次经过耦合器、TM:YAP晶体、声光调Q开关、透镜后到达光电探测器，再到达示波器。
[0014]本实用新型提供的Tm:YAP增益开关激光器结合TM:YAP激光器理论，设计出了小型化、高功率输出的增益开关激光器，填补了国内相关领域的一项空白。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型结构示意图。
[0016]附图标记:1-电源；2_激光发射器；3_耦合器；4-TM:YAP晶体；5_声光调Q开关；6-透镜；7_光电探测器；8_示波器；9_信号发生器。
【具体实施方式】
[0017]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0018]本实用新型提供的TM:YAP增益开关激光器，包括电源1、激光发射器2、耦合器3、TM:YAP晶体4、声光调Q开关5、透镜6和光电探测器7，沿着激光发射器2的激光方向依次设置耦合器3、TM:YAP晶体4、声光调Q开关5、透镜6和光电探测器7。
[0019]激光器2输出中心波长为795.2nm，光谱谱线宽度为1.7nm，最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1ffo声光调Q开关的声光晶体长度为46mm，射频频率为27.12MHz，通电损耗?55%，使用水冷方式对其进行制冷。此外，Tm:YAP增益开关激光器还包括示波器8，与光电探测器7连接。Tm:YAP增益开关激光器还包括信号发生器9，与声光调Q开关5连接。
[0020]其输出中心波长为795.2nm(20°C )，光谱谱线宽度为1.7nm最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1ff, LD模块输出激光经光纤输出，光纤芯径200 μ m，数值孔径NA = 0.22,光纤输出泵浦光经过1:1耦合系统聚焦于Tm:YAP晶体内部。
[0021]泵浦光聚焦焦点在晶体中的位置直接影响着介质吸收的泵浦光能量的效率，进而影响了激光器的阈值和斜效率。以晶体长度方向作为Z轴，前端面作为Z轴零点的面，泵浦光聚焦位置为Z，由于泵浦光经聚焦后在介质中传播时以角会聚发散，其发散角比激光的发射角大很多；同时泵浦光能量沿纵向传播并被介质逐渐吸收。并非将焦点会聚到介质中心最佳，若ZP位于介质中心处，则介质前半部分泵浦能量较强的部分光斑尺寸较大，从而降低了前半部分泵浦功率密度，导致阈值泵浦功率变大，效率变低；也并非将焦点会聚到介质入射面最佳，若ZP = 0，虽然前端面上泵浦功率密度较高，但前端面一小段介质吸收的泵浦能量毕竟有限，介质后半部分吸收的泵浦光光斑已被发散的非常大，从整个晶体来看，吸收泵浦的效率仍然不高。
[0022]要想获得低的阈值和高的效率，就要尽量使介质在激光基模体积内吸收的泵浦能量最大。如果在介质内吸收泵浦光的能量绝对值在Z轴上是相同的，可以明显看出，泵浦光被聚焦在介质中心处为最佳。而实际情况是，在Z方向上，晶体的吸收效率基本相同，泵浦功率在介质端面上为最高，随着泵浦光沿着Z轴传播其功率由于被逐渐吸收而降低。也就是说，相比后端面而言，会聚点应更加靠近前端面一些，存在一个最佳位置。所以在实验中耦合光学系统位于一个一维调整架上，以便获得最佳泵浦效率。本实用新型的工作原理是:激光发射器2发出的激光依次经过耦合器3、TM:YAP晶体4、声光调Q开关5、透镜6后到达光电探测器7，再到达示波器8。经过声光调Q开关5后到达信号发生器9。
[0023]以上所述之【具体实施方式】为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本【具体实施方式】，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述激光器包括电源(I)、激光发射器(2)、耦合器(3)、TM:YAP晶体(4)、声光调Q开关(5)、透镜(6)和光电探测器(7)，沿着激光发射器(2)的激光方向依次设置耦合器(3)、TM:YAP晶体(4)、声光调Q开关(5)、透镜(6)和光电探测器(7)。2.根据权利要求1所述的Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述激光器(2)输出中心波长为795.2nm，光谱谱线宽度为1.7nm，最大工作电流38.8A，最大输出功率30.1W。3.根据权利要求1所述的Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述声光调Q开关的声光晶体长度为46mm，射频频率为27.12MHz，通电损耗?55 %，使用水冷方式对其进行制冷。4.根据权利要求1所述的Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述Tm:YAP增益开关激光器还包括示波器(8)，与光电探测器(7)连接。5.根据权利要求1所述的Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述Tm:YAP增益开关激光器还包括信号发生器(9)，与声光调Q开关(5)连接。6.根据权利要求4所述的Tm:YAP增益开关激光器，其特征在于:所述激光发射器(2)发出的激光依次经过耦合器(3)、TM:YAP晶体(4)、声光调Q开关(5)、透镜(6)后到达光电探测器(7)，再到达示波器(8)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种Tm：YAP增益开关激光器，包括电源(1)、激光发射器(2)、耦合器(3)、TM：YAP晶体(4)、声光调Q开关(5)、透镜(6)和光电探测器(7)，沿着激光发射器(2)的激光方向依次设置耦合器(3)、TM：YAP晶体(4)、声光调Q开关(5)、透镜(6)和光电探测器(7)。本实用新型提供的Tm：YAP增益开关激光器结合TM：YAP激光器理论，设计出了小型化、高功率输出的增益开关激光器，填补了国内相关领域的一项空白。
【IPC分类】H01S3/117, H01S3/16
【公开号】CN204668717
【申请号】CN201520257356
【发明人】刘晓岚
【申请人】刘晓岚
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年4月21日