申请/专利权人：中国科学院理化技术研究所

申请日：2024-04-26

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118263757A

主分类号：H01S3/102

分类号：H01S3/102;H01S3/00

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明涉及全固体激光器技术领域，公开了一种2微米波段低增益介质高峰值功率和高平均功率激光装置。该装置包括：2微米波段低增益介质模块、高反镜、Q开关、高耦合率输出镜模块、低耦合率输出镜模块及控制器；其中，2微米波段低增益介质模块、高反镜和Q开关，分别与高耦合率输出镜模块和与低耦合率输出镜模块组成第一组和第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔。本发明采用一键切换第一组和第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔结构设计，实现一台2微米波段低增益介质激光装置既能高峰值功率激光输出，又能高平均功率激光输出，装置简单可靠性高，器件少价格便宜，在激光医疗、工业制造等方向应用广泛。

主权项：1.一种2微米波段低增益介质高峰值功率和高平均功率激光装置，其特征在于，包括：2微米波段低增益介质模块1、高反镜2、Q开关3、高耦合率输出镜模块4、低耦合率输出镜模块5及控制器7；其中，所述2微米波段低增益介质模块1、所述高反镜2和所述Q开关3，与所述高耦合率输出镜模块4组成第一组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔，与所述低耦合率输出镜模块5组成第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔；所述第一组和第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔通过所述控制器7一键切换，从中分别输出2微米波段低增益介质高峰值功率激光和高平均功率激光；所述2微米波段低增益介质模块1包括：2微米波段低增益介质11及780～795nm系列半导体激光器12；其中，所述780～795nm系列半导体激光器12发出泵浦光激发所述2微米波段低增益介质11；所述2微米波段低增益介质模块1产生激光辐射；所述高反镜2镀2微米波段0°入射高反膜，反射率不小于99％；所述Q开关3为2微米波段声光Q开关电光Q开关，用于调制2微米激光重复频率和脉冲宽度；所述高耦合率输出镜模块4包括：高耦合率输出镜41及高耦合率输出镜位置移动与反馈器件42；所述低耦合率输出镜模块5包括：低耦合率输出镜51及低耦合率输出镜位置移动与反馈器件52；所述高耦合率输出镜41在2微米波段的输出耦合率为T1，所述低耦合率输出镜51在2微米波段的输出耦合率为T2，满足T1T2；其中12％≤T1≤50％，4％≤T2＜12％；所述控制器7用于切换激光装置第一组或第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔，即一键自动切换优化所述高耦合率输出镜模块4或低耦合率输出镜模块5的位置与方位；其中，当所述控制器7切换到所述第一组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔时：所述高耦合率输出镜模块4通过所述高耦合率输出镜位置移动与反馈器件42自动切换优化位置与方位，自动切换优化完成所述高耦合率输出镜41的位置与方位，从而所述高反镜2、所述Q开关3、所述2微米波段低增益介质11和所述高耦合率输出镜41处于同轴排布关系，获得第一组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔；所述高耦合率输出镜41用于降低第一组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔内器件表面峰值功率密度，保证器件不被损伤；所述Q开关3按照初始设置的低重复频率100Hz至1000Hz范围内值、脉冲宽度纳秒级运行；所述2微米波段低增益介质模块1产生的激光辐射在所述第一组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔中振荡放大，产生2微米波段低增益介质高峰值功率激光，激光峰值功率大于2万瓦；当所述控制器7切换到所述第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔时，所述低耦合率输出镜模块5通过所述低耦合率输出镜位置移动与反馈器件52自动切换优化位置与方位，自动切换优化完成所述低耦合率输出镜51的位置与方位，从而所述高反镜2、所述Q开关3、所述2微米波段低增益介质11和所述低耦合率输出镜51处于同轴排布关系，获得第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔；所述低耦合率输出镜51用于保持第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔中高效功率提取；所述Q开关3按照初始设置的高重复频率大于1kHz运行；所述2微米波段低增益介质模块1产生的激光辐射在所述第二组2微米波段低增益介质激光振荡放大腔中振荡放大，产生2微米波段低增益介质高平均功率激光，激光平均功率大于100瓦。

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