一种大功率小型化腔内泵浦中红外激光器的制作方法

1.本实用新型属于激光技术领域，具体涉及一种大功率小型化腔内泵浦中红外激光器。


背景技术：

2.2μm波段的激光，属于对人眼安全的激光，且位于大气窗口，在气象监测、激光雷达、光电对抗、空间遥感以及医疗等等领域具有重要的应用价值。2μm波段激光在医学和生命科学、遥感测距上有重要的应用。
3.在医疗方面，与通用的手术光源 nd:yag 激光(1.064μm)相比较，人体会更多地对2μm 波段的激光进行吸收，因此在效率和切割精度方面会有所提高，并且可以使血液迅速凝固，在减少创伤方面具有很大的作用。经过ho晶体发射出的激光可使得脂肪消融，且产生的热量更少，这样对人体非疾病部位造成的热损伤也变少，减少病人的疼痛。临床上，2μm 波段的激光在呼吸道、泌尿方面疾病以及较为敏感的肠胃病学方面有良好的应用。
4.在环境保护方面，可以用 2μm 波段的激光灵敏地对大气层中的各种对人体不好的气体成分进行探测，对人类的居住环境的保护具有很重要的意义。另外2μm波段的激光也可以应用在非金属材料的打标上，这样避免了其他材料的浪费，也可以为环保做出一份贡献。
5.现有技术中，由于ho
3+
在800nm波段没有吸收带，无法利用常用的激光二极管（ld）实现腔外泵浦。ho激光器中通常以氙灯泵浦的方式实现激光输出，但是光光转换效率较低（《1%）,产生的废热较多，无法实现大功率输出，且氙灯结构较大，无法实现小型化。近几年发展较为成熟的是790nm ld泵浦tm激光，产生1910nm激光输出，再通过腔外泵浦的技术，利用产生的1910nm激光泵浦ho晶体，进而产生2100nm激光输出；该方法虽然大大提高了效率，但是结构复杂，稳定性差。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种结构简单，稳定性好，同时可实现大功率输出的腔内泵浦中红外激光器。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，包括：键合晶体、若干790nmld半导体靶条和散热腔；所述键合晶体包括tm:yag晶体和ho:yag晶体；所述tm:yag晶体和ho:yag晶体均为圆柱形，两者直径一致，所述tm:yag晶体的长度为ho:yag晶体的两倍；所述tm:yag晶体和ho:yag晶体通过端面键合，构成所述键合晶体；所述790nmld半导体靶条布置在所述tm:yag晶体的侧面；所述散热腔接触所述键合晶体和790nmld半导体靶条。
8.上述方案进一步的改进在于：所述tm:yag晶体的尺寸是，直径6 mm，长度80 mm；所述ho:yag晶体的尺寸是，直径6 mm，长度40 mm。
9.上述方案进一步的改进在于：所述tm:yag晶体的非键合的端面上镀有1800~
2000nm高反膜；所述ho:yag晶体的非键合的端面上镀有1800~2000nm高反膜&2020~2150nm@t=10%输出膜。
10.上述方案进一步的改进在于：所述散热腔为紫铜材质，内部具有水道，通过冷却水对所述键合晶体及半790nmld半导体靶条进行散热。
11.上述方案进一步的改进在于：所述790nmld半导体靶条共计6个，每2个沿着tm:yag晶体长度方向间隔排列构成一组靶条，共计三组靶条，三组靶条环绕所述tm:yag晶体均匀排布。
12.上述方案进一步的改进在于：所述790nmld半导体靶条和键合晶体由所述散热腔支撑。
13.本实用新型提供的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，采用790nmld侧面泵浦，tm:yag和ho:yag键合晶体构成tm:yag谐振腔，产生1910nm激光谐振，进而泵浦ho:yag晶体，产生2060nm 激光输出；本实用新型利用腔内泵浦技术，实现小型化，高效率，大功率的2060nm中红外激光输。
附图说明
14.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
15.图1是本实用新型一个优选的实施例结构示意图。
16.图2是图1的侧视结构示意图。
具体实施方式
17.本实施例的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，如图1和图2所示，包括：键合晶体1、6个790nmld半导体靶条3和散热腔。键合晶体1包括tm:yag晶体1.1和ho:yag晶体1.2；tm:yag晶体1.1和ho:yag晶体1.2均为圆柱形，两者直径一致，均为6mm，tm:yag晶体1.1的长度是80 mm， ho:yag晶体1.2的长度是40 mm；tm:yag晶体1.1和ho:yag晶体1.2通过端面键合，构成键合晶体1。790nmld半导体靶条3布置在tm:yag晶体1.1的侧面； 每2个790nmld半导体靶条沿着tm:yag晶体1.1长度方向间隔排列构成一组靶条，这样共计三组靶条，三组靶条则环绕tm:yag晶体1.1均匀排布。
18.散热腔为紫铜材质，内部具有水道，通过接触键合晶体1和790nmld半导体靶条3来为键合晶体1和790nmld半导体靶条3散热，同时，键合晶体1和790nmld半导体靶条3由散热腔支撑。
19.键合晶体1的两端自散热腔的两端露出，且散热腔的端部与键合晶体1接触的部分为密封的。790nmld半导体靶条3与键合晶体1之间不具有任何阻隔。
20.tm:yag晶体1.1的非键合的端面上镀有1800~2000nm高反膜；ho:yag晶体1.2的非键合的端面上镀有1800~2000nm高反膜&2020~2150nm@t=10%输出膜。
21.790 nm ld靶条3采用单靶20w，3
×
2列，6个靶条，共计120w 输入能量。tm:yag晶体1.1通过吸收790 nm ld泵浦光能量，可产生40w左右1910nm激光输出。ho:yag晶体1.2通过吸收tm激光，产生10.4w@2060nm激光，光光转化效率26%。790 nm ld靶条3及键合晶体1通过散热腔内的水循环冷却散热，其中水温控制为18℃。
22.本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实
用新型要求的保护范围。


技术特征：
1.一种大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于，包括：键合晶体、若干790nmld半导体靶条和散热腔；所述键合晶体包括tm:yag晶体和ho:yag晶体；所述tm:yag晶体和ho:yag晶体均为圆柱形，两者直径一致，所述tm:yag晶体的长度为ho:yag晶体的两倍；所述tm:yag晶体和ho:yag晶体通过端面键合，构成所述键合晶体；所述790nmld半导体靶条布置在所述tm:yag晶体的侧面；所述散热腔接触所述键合晶体和790nmld半导体靶条。2.根据权利要求1所述的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于：所述tm:yag晶体的尺寸是，直径6 mm，长度80 mm；所述ho:yag晶体的尺寸是，直径6 mm，长度40 mm。3.根据权利要求1所述的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于：所述tm:yag晶体的非键合的端面上镀有1800~2000nm高反膜；所述ho:yag晶体的非键合的端面上镀有1800~2000nm高反膜&2020~2150nm@t=10%输出膜。4.根据权利要求1所述的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于：所述散热腔为紫铜材质，内部具有水道，通过冷却水对所述键合晶体及半790nmld半导体靶条进行散热。5.根据权利要求4所述的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于：所述790nmld半导体靶条共计6个，每2个沿着tm:yag晶体长度方向间隔排列构成一组靶条，共计三组靶条，三组靶条环绕所述tm:yag晶体均匀排布。6.根据权利要求5所述的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，其特征在于：所述790nmld半导体靶条和键合晶体由所述散热腔支撑。

技术总结
本实用新型涉及一种大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，包括：键合晶体、若干790nmLD半导体靶条和散热腔；所述键合晶体包括Tm:YAG晶体和Ho:YAG晶体；所述Tm:YAG晶体和Ho:YAG晶体均为圆柱形，两者直径一致，所述Tm:YAG晶体的长度为Ho:YAG晶体的两倍；所述Tm:YAG晶体和Ho:YAG晶体通过端面键合，构成所述键合晶体；所述790nmLD半导体靶条布置在所述Tm:YAG晶体的侧面；所述散热腔接触所述键合晶体和790nmLD半导体靶条。本实用新型提供的大功率小型化腔内泵浦中红外激光器，利用腔内泵浦技术，实现小型化，高效率，大功率的2060nm中红外激光输。激光输。激光输。


技术研发人员：陈家康
受保护的技术使用者：南京亿高医疗科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/19