[发明专利]基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及近红外固体激光器，特别是一种基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器。

背景技术

1.2μm波段激光在激光钠导引星、激光雷达、激光医疗、舞台灯光、城市观景和科学研究等领域有广泛的应用前景。目前在1.2μm波段研究比较集中的是光纤激光器中，比如有Yb光纤激光器，利用Yb光纤在1.2μm波段的小增益来实现1.2μm波段的激光输出；还有就是利用1120nm激光泵浦掺锗硅光纤，通过拉曼效应得到1.2微米波段的激光输出。但是，以上基于光纤的1.2μm波段激光器，存在着峰值功率低、脉冲能量小等缺点。为实现1.2μm波段的高光束质量、高脉冲能量的近红外激光器，可以采用1120nm～1160nm的激光器泵浦钬离子掺杂的激光晶体来实现。目前，国内外未见有基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的固体激光器的报道。

发明内容：

本发明的目的在于提出一种基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器，该激光器具有可获得大能量脉冲输出的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器，其构成包括沿泵浦光输出方向同光轴依次是泵浦源、准直透镜、输入耦合透镜、激光晶体和输出耦合透镜，其特点在于所述的激光晶体是钬离子掺杂的激光晶体，所述的泵浦源是1120nm～1160nm的激光器。

所述的钬离子掺杂的激光晶体用铟片包裹置于具有水冷通道铜制热沉中，使用制冷水箱将温度控制在15℃～25℃。

本发明的技术效果是在国际上首次提出基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器。

附图说明

图1为本发明基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

先请参阅图1，图1为本发明基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器实例的结构示意图，由图可见，本发明基于掺钬激光晶体的1.2μm波段的近红外固体激光器包括沿泵浦光输出方向同光轴依次是泵浦源1、准直透镜2、输入耦合透镜3、激光晶体5和输出耦合透镜4，其特点在于所述的激光晶体5是钬离子掺杂的激光晶体，所述的泵浦源是1120nm～1160nm的激光器。

下面是本发明的一个实例构成：

泵浦源1是中心波长在1137nm的光纤激光器，输出的光束质量高，能量密度高，发散角小；准直透镜2的焦距为50mm，分别镀1137增透膜，以减少泵浦光的损耗，经过准直透镜2的泵浦光，经输入耦合透镜3到达增益介质5，最后经过输出耦合透镜4实现1.2μm波段的近红外激光输出。所述的输入耦合透镜3和输出耦合透镜4为平面镜或凹面镜，其中输入耦合镜3采用镀R>99.5％的1178nm高反介质膜和T>99％的1137nm高透介质膜，输出耦合镜4采用镀R＝90％～98％的1178nm介质膜和T>99％的1137nm高透介质膜。所述的增益介质5为钬离子掺杂的激光晶体(Ho：LuLiF₄晶体)，所述的增益介质用铟片包裹置于具有水冷通道铜制热沉中，使用制冷水箱将温度控制在15℃～25℃。所述的激光器能够输出波长在1170nm～1210nm之间的近红外激光。

本发明的工作原理如下：

泵浦源1发射的泵浦光，经过准直聚焦透镜2，然后经输入耦合透镜3泵浦钬离子掺杂的激光晶体5)，晶体中的基态Ho³⁺离子吸收泵浦光上升到⁵I₆能级，达到粒子数反转，离子从⁵I₆能级跃迁到基态⁵I₈能级的过程产生1.2μm波段的近红外激光，并在谐振腔内形成振荡，最终从输出耦合透镜输出1.2μm波段的近红外激光。