專利名稱：采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷q開關的鉺玻璃激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光器技術領域，尤其是涉及一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關 的鉺玻璃激光器。
背景技術：
鉺激光器的1.54iim波段的激光發(fā)射處于人眼安全范圍，同時匹配光通信窗口， 并處于大氣紅外窗口 ，該波段脈寬為幾十ns的高峰值功率調(diào)Q脈沖在激光告警、激光指示、 激光測距、風速測量、激光雷達、材料分析以及激光醫(yī)療等領域具有重要作用。與機械、電光 和聲光調(diào)Q等主動方式相比，被動調(diào)Q不需要外部電控制等其它附件，更容易被集成到激光 器系統(tǒng)中，因而可以使全固態(tài)激光器件結構更緊湊、更簡單、成本更低。適合1.54ym波段 的可飽和吸收離子主要有Co2+離子、u"離子和Cr2+離子， 一些單晶材料如u2+: SrF2和CaF2， Co2+:YAG、 YSGG、 ZnSe、 ZnS、 LaMgAln019 (LMA)禾P MgAl204 (MAL0) ， Cr2+:ZnSe禾P ZnS等均已成 功實現(xiàn)了被動調(diào)Q。其中，摻Co2+尖晶石是目前調(diào)Q性能較優(yōu)異的材料。但由于單晶生長 方式的影響，Co2+離子的分布存在梯度，在同一材料中差異可達兩倍，不能滿足激光雷達等 高脈沖能量需要較大光束截面的應用要求，此外單晶材料的制備成本高昂。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術現(xiàn)狀，提供一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷
Q開關的鉺玻璃激光器，以克服現(xiàn)有技術的不足。 本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的 —種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，包括聚光腔和被動Q開 關，所述的聚光腔內(nèi)設有泵浦氙燈和鉺玻璃激光棒，其特點是所述的被動Q開關是摻Cq2+透
明玻璃陶瓷制成的。 所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷厚度為0. 5 20mm。 所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷與所述的鉺玻璃激光棒之間的端面通過粘合膠連接。 所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷，Co2+離子激發(fā)態(tài)壽命為100 500ns， Co2+離子基態(tài)
吸收截面比所述的鉺玻璃激光棒Er3+離子的受激發(fā)射截面大一個數(shù)量級。 本發(fā)明采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，與摻Co2+單晶材料相
比，所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷具有&)2+離子分布更均勻、制備更簡單、成本更低、熱機械
性質(zhì)更好等優(yōu)點。尤其是所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷熱膨脹系數(shù)與所述的鉺玻璃激光棒接
近，因此兩者可以通過粘合膠連接，使鉺玻璃激光器的結構更緊湊。
圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
圖2為本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。
實施例一 如圖1所示，一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷被動Q開關的鉺玻璃激 光器，包括聚光腔1和被動Q開關4，聚光腔1內(nèi)設有泵浦氙燈2和鉺玻璃激光棒3，鉺玻璃 激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面為(0. 6-0. 8) X 10—2°cm2 ;被動Q開關4是由經(jīng)玻璃熔 制、退火和熱處理三個過程后獲得的摻Co"硅酸鹽透明玻璃陶瓷制成的，該摻C^+硅酸鹽透 明玻璃陶瓷的初始組分的摩爾百分比(mol% )為:10-25Mg0，15-25AlA，45-65Si02，采用 Ti02作為成核劑，CoO的摻雜濃度為0. 01-6. Omol % ，被動Q開關4的厚度為0. 5-20mm， Co2+ 離子基態(tài)吸收截面為(3-5. 5) X 10—19cm2，比鉺玻璃激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面大 一個數(shù)量級，Co"離子激發(fā)態(tài)壽命為100-500ns。 實施例二 如圖1所示，一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷被動Q開關的鉺玻璃激 光器，包括聚光腔1和被動Q開關4，聚光腔1內(nèi)設有泵浦氙燈2和鉺玻璃激光棒3，鉺玻璃 激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面為(0. 6-0. 8) X 10—2°cm2 ;被動Q開關4是由經(jīng)玻璃熔 制、退火和熱處理三個過程后獲得的摻Co2+硅酸鹽透明玻璃陶瓷制成的，摻Co2+硅酸鹽透 明玻璃陶瓷的初始組分mol^為10-25Zn0，15-25Al203，45-65Si02，采用Ti02作為成核劑， CoO的摻雜濃度為0. 01-6. Omol % ，被動Q開關4厚度為0. 5-20mm， Co2+離子基態(tài)吸收截面 為(3. 5-4. 0) X 10—19cm2，比鉺玻璃激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面大一個數(shù)量級，Co2+ 離子激發(fā)態(tài)壽命為400-500ns。 實施例三如圖1所示， 一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷被動Q開關的鉺玻璃 激光器，包括聚光腔1和被動Q開關4，聚光腔1內(nèi)設有泵浦氙燈2和鉺玻璃激光棒3， 鉺玻璃激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面為(0. 6-0. 8) X 10—2°cm2 ;被動Q開關4是 由經(jīng)玻璃熔制、退火和熱處理三個過程后獲得的摻Co"氧氟透明玻璃陶瓷制成的，該摻 Co2+氧氟透明玻璃陶瓷的初始組分的mol^為10-25CaF2，15-25Al203，55-65Si02， CoO的 摻雜濃度為0. 01-1. Omol % ，被動Q開關4的厚度為0. 5-20mm， Co2+離子基態(tài)吸收截面為 (1. 5-6. 0) X 10—19cm2，比鉺玻璃激光棒3中Er3+離子的受激發(fā)射截面大一個數(shù)量級，Co2+離 子激發(fā)態(tài)壽命為100-500ns。 實施例四如圖2所示，根據(jù)實施例一、二、三，將摻Co2+透明玻璃陶瓷被動Q開關 4與鉺玻璃激光棒3通過粘合膠5連接。 實驗證明本發(fā)明由于摻Co2+透明玻璃陶瓷可通過傳統(tǒng)熔融法制備，因此Co2+離 子分布更均勻、制備更簡單、成本更低，并且具有優(yōu)異的熱機械性質(zhì)。尤其是所述的摻Co2+ 透明玻璃陶瓷熱膨脹系數(shù)與所述的鉺玻璃激光棒接近，因此兩者可以通過粘合膠連接，使 鉺玻璃激光器的結構更緊湊。 最后要說明的是，以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照 最佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的 技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在 本發(fā)明的權利要求范圍中。
權利要求
一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，包括聚光腔和被動Q開關，所述的聚光腔內(nèi)設有泵浦氙燈和鉺玻璃激光棒，其特征是所述的被動Q開關是摻Co2+透明玻璃陶瓷制成的。
2. 根據(jù)權利要求1所述的采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，其特征 是所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷厚度為0. 5 20mm。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，其 特征是所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷與所述的鉺玻璃激光棒之間的端面通過粘合膠連接。
全文摘要
一種采用摻二價鈷透明玻璃陶瓷Q開關的鉺玻璃激光器，包括聚光腔和被動Q開關，所述的聚光腔內(nèi)設有泵浦氙燈和鉺玻璃激光棒，其特點是所述的被動Q開關是由摻Co2+透明玻璃陶瓷制成的。所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷，與摻Co2+單晶材料相比，所述的摻Co2+透明玻璃陶瓷具有Co2+離子分布更均勻、制備更簡單、成本更低、熱機械性質(zhì)更好和熱膨脹系數(shù)與鉺玻璃接近等優(yōu)點。
文檔編號H01S3/17GK101694919SQ20091019590
公開日2010年4月14日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權日2009年9月18日
發(fā)明者于春雷, 何冬兵, 胡麗麗, 陳偉, 陳力 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所;