[发明专利]一种高峰值功率的钬激光系统

说明书

本发明公开了一种高峰值功率的钬激光系统，包括依次在光路上设置的全反装置、激光增益介质、泵浦源、起偏器、电光调Q晶体、输出镜，所述电光调Q晶体为掺杂特殊比例MgO的La₃Ga₅SiO₁₄晶体，其原料初始配比范围为MgO＝3.3‑3.9mol％、La₂O₃＝31.8‑32.1mol％、Ga₂O₃＝53.7‑53.9mol％、SiO₂＝10.6‑10.7mol％；本发明采用掺杂特定比例MgO的La₃Ga₅SiO₁₄晶体作为电光调Q晶体，解决了目前中红外波段电光调Q晶体光损伤阈值低的问题，从而实现高峰值功率的纳秒级钬激光输出。

技术领域

本发明涉及钬激光系统，具体涉及一种高峰值功率的钬激光系统，该系统采用了特殊的高损伤阈值电光调Q晶体。

背景技术

泌尿结石是泌尿外科的常见疾病和多发病，结石可见于肾、膀胱、输尿管和尿道的任何部位，泌尿系结石易并发梗阻与感染，常伴有剧痛症状，给患者带来很大的痛苦。

钬激光碎石在1995年首次应用于腔内碎石治疗，相对于其它腔内碎石术，其优点明显，例如钬激光能够粉碎各种成分和密度的结石，一次性碎石率高；碎石时结石无移动，且产生的碎屑较小，结石排净日期也明显缩短，减少了住院时间；钬激光碎石时内窥镜视野不被干扰，且产生的冲击波效应很弱，因而不会损伤输尿管黏膜；另外由于钬激光可以同时处理息肉，因此对被息肉包裹住的结石的疗效明显优于其他方法。

目前市面上的钬激光碎石治疗仪，均为自由运转的钬激光系统，其激光输出脉宽在几百微秒量级，其在面对巨大结石、鹿角形结石、输尿管上段结石和特殊成分结石等，往往会显得效果欠佳。根据E.Duco Jansen等人研究，纳秒量级的调Q钬激光，由于其脉宽窄，峰值功率高，其碎石效率相较于自由运转的钬激光来说有非常明显的提升，对于巨大结石、鹿角形结石、特殊成分结石等，使用调Q钬激光进行碎石效果非常好，同时其对生物组织的热损伤较低，降低了手术的副作用。

但是，对于高峰值功率、窄脉宽的调Q钬激光技术，目前面临着一些技术障碍。例如在近红外波段(1064nm)处有成熟的、性能优越的电光调Q晶体KD*P，而在中红外波段则缺乏光损伤阈值高、电光性能好的晶体；再者，钬激光属于准三能级结构，在高峰值功率电光调Q运转下，其热透镜效应、热退偏效应将非常明显，不仅会显著降低激光效率使峰值功率大打折扣，也会使光束模式变差，不利于其相关应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，以及上述问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种高峰值功率的钬激光系统，通过高掺镁的硅酸镓镧晶体来实现高阈值高峰值功率的钬激光输出。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现，在光路上依次设置有全反装置、激光增益介质、泵浦源、起偏器、电光调Q晶体、输出镜；

其中，所述电光调Q晶体为掺杂MgO的La₃Ga₅SiO₁₄晶体(LGS晶体)，制备该电光调Q晶体的原料包括MgO、La₂O₃、Ga₂O₃、SiO₂，各原料用量的摩尔百分比如下：

优选的是，所述制备电光调Q晶体的原料中，La₂O₃与SiO₂两者用量的摩尔比为3∶1。

优选的是，所述激光增益介质为Cr,Tm,Ho:YAG激光棒，该激光棒两端镀有2090nm波段的增透膜。

优选的是，所述Cr,Tm,Ho:YAG激光棒的离子掺杂浓度如下：