[发明专利]微型二极管侧泵重频OPO人眼安全激光器

说明书

本发明公开了一种微型二极管侧泵重频OPO人眼安全激光器，其包括OPO腔体、基波激光泵浦腔体和全反棱镜腔体三部分，其中OPO腔体与全反棱镜腔体分别用螺钉固定在基波激光泵浦腔体的前、后两端。本发明采用了阵列二极管阵列巴条进行基波激光的侧面泵浦，相对于闪光灯侧面泵浦，体积重量减小很多，泵浦效率高，基波激光晶体Nd：YAG的热效应低，输出激光光学质量好；对于OPO谐振腔来说，由于该腔镜片是直接镀膜在OPO晶体两个通光表面的，没有单独的安装结构，其稳定性好，耐‑40℃～+65℃温度区域和一定的冲击振动。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，涉及一种结构紧凑、可靠性高、1.57um人眼安全波长、能在-40℃～+65℃高低温环境和一定冲击振动环境下可靠工作的微型二极管侧泵重频OPO人眼安全激光器。

背景技术

随着全固态激光器的不断发展，全固态的人眼安全激光器也得到迅速的发展，由于人眼安全激光器主要应用于机载和手持式激光测距、照射，其整机物理尺寸小型化要求极为苛刻，要求的激光输出峰值功率和光学质量也越来越高，其泵浦腔热流密度也随之增加，要求对其进行更加有效的热控制；基波激光工作物质Nd：YAG的热效应也限制了该OPO固体激光器向更高的功率体积比发展，对基波激光工作物质进行有效的热控制一直是关注的焦点。

全固态激光二极管泵浦OPO激光器，由于具有转换效率高、光束质量好、重复频率高、工作寿命长、结构紧凑、稳定可靠等一系列传统灯泵浦固体激光器无法比拟的优点，近年来发展极为迅速，已成为人眼安全固体激光器发展的主流，并应用于通讯、军事等众多领域。就全固态人眼安全激光系统而言，热管理的范围主要包括泵浦源、激光工作介质,驱动源、附属元件(如谐波发生器)等的热管理.激光工作介质的热管理问题主要表现在工作物质在泵浦过程的热效应问题：泵浦源向固体激光介质提供产生激光所需能量的同时，在介质中造成无用热。为了持续工作，必须及时从激光介质中消除这些无用热(热效应)，即减小“热效应”。这些热效应既限制了激光器的输出平均功率，同时产生畸变导致激光光束质量下降，使输出激光的能量降低。而对泵浦源的热管理问题则主要针对激光二极管阵列，它的应用极大地提高了OPO人眼安全固体激光系统的效率，然而，要将工作温度控制在相对窄的范围内，需要有比较完善的热控制系统，这一点与闪光灯泵浦激光器是不同的，在二极管阵列巴条泵浦系统中，通过温度来调谐二极管巴条的输出波长，使之与激光器工作介质的峰值吸收谱线相匹配；并通过TEC致冷器控制二极管巴条阵列的温度，维持泵浦的最佳波长，这种方法对于该小型OPO激光器很有效。

一般的小型重频人眼安全固体脉冲激光器,采用闪光灯作为泵浦源，体积较大，基波1.06um激光的泵浦效率低，泵浦腔内产生的热量大，使得泵浦腔内激光晶体Nd：YAG热变形大、热应力大，导致基波激光效率低、光学质量差，从而使其泵浦OPO产生人眼安全波长1.57um激光的效率低以及光学质量差，同时，这种闪光灯泵浦基波的OPO参量振荡器，其重复频率一般较低，热传导冷却型通常是单次或1～2Hz，如果重频要求再高，如10～20Hz，就需要液冷基波激光的泵浦腔，则体积重量急剧增加，这极大的限制了应用范围，尤其是在机载激光方面的应用，所以，迫切需要二极管激光阵列泵浦基波激光的OPO激光器。

一般的闪光灯泵浦或二极管阵列巴条泵浦的OPO人眼安全激光器，无论是基波激光谐振腔，还是OPO谐振腔，其谐振腔镜片都有一个或多个独立安装的普通圆形镜片，这种安装方式的镜片在-40℃～+65℃温度区域以及一定的冲击振动条件下，很容易产生一定的变化，这种变化(哪怕是微弱变化)都会导致基波激光谐振腔或OPO谐振腔的变化，则都会影响OPO输出参量激光较大的变化，严重影响其光学质量和参量激光效率，这样的影响对人眼安全激光应用范围扩展是极大的挑战。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是针对上述现有技术存在不足之处，提供一种结构紧凑、可靠性高、1.57um人眼安全波长、能在-40℃～+65℃高低温环境和一定冲击振动环境下可靠工作的二极管泵浦微型OPO重频激光器。

(二)技术方案