铒镱共掺玻璃激光器和具有其的紧凑型激光测距仪

    专利查询2025-08-07  29


    本发明涉及激光测距,具体地,涉及一种用于紧凑型激光测距仪的铒镱共掺玻璃激光器以及紧凑型激光测距仪。


    背景技术:

    1、以铒镱共掺玻璃(er,yb:glass)为增益介质的激光器能发射出波长为1.5μm左右的激光。该波段的光处于“人眼安全波长”,对人眼的允许曝光量高;且处于“大气窗口”,对烟、雾的穿透能力特别强;该波段处于室温工作的锗探测器和砷化铟镓探测器的灵敏探测区,不需要对探测器进行单独制冷,成为了激光测距领域的重要激光波长。

    2、采用半导体激光器端面泵浦的铒镱共掺玻璃(er,yb:glass)/掺钴铝酸镁晶体(co2+:mgal2o4)被动调q激光器,由于其结构简单、体积小、便于携带,在激光测距中有着广泛的应用需求。

    3、随着电子学技术的发展和应用市场的推动,激光测距对激光器提出了更高的应用要求。要求激光器具有小体积、低功耗的同时还要满足更远的测程,因此对激光器的集成度和输出能量提出了更高的要求。


    技术实现思路

    1、为了至少部分地解决现有技术中存在的问题,本发明的一些实施例提供了一种用于紧凑型激光测距仪的铒镱共掺玻璃激光器,铒镱共掺玻璃激光器包括振荡级和放大级,振荡级包括同光轴设置的泵浦源和复合激光介质,泵浦源用于发射中心波长为940nm或976nm的泵浦光,复合激光介质用于接收泵浦光形成波长为1535nm的振荡光,复合激光介质包括:沿着光路依次设置且相互键合的铒镱共掺增益玻璃和被动调q晶体;前腔镜膜,其形成在铒镱共掺增益玻璃的朝向泵浦源的端面上;以及耦合输出膜,其形成在被动调q晶体的背向泵浦源的端面上,其中:前腔镜膜对于泵浦光具有增透作用且对于振荡光具有全反射作用;且耦合输出膜对于泵浦光具有增透作用且对于振荡光具有透射和反射作用,放大级与振荡级同光轴设置,放大级仅包括增益介质,增益介质与复合激光介质键合在一起,其中:放大级用于接收振荡级出射的1535nm的振荡光和剩余泵浦光,振荡光在放大级中仅由剩余泵浦光泵浦后放大输出。

    2、示例性地,增益介质包括沿光轴相对设置的入射端面和出射端面,入射端面包括第一光学膜层,出射端面包括第二光学膜层,第一光学膜层对于剩余泵浦光和振荡光具有增透作用,增益介质对振荡光放大形成放大光,第二光学膜层对于放大光具有增透作用且对于泵浦光具有反射作用。

    3、示例性地,增益介质为厚度1mm的1wt%铒和21wt%镱共掺磷酸盐玻璃。

    4、示例性地,铒镱共掺玻璃激光器还包括微透镜,泵浦源为线偏振单管半导体激光器,微透镜设置在单管半导体激光器的快轴上,用于对泵浦光进行准直,其中:微透镜的焦距f=5mm,聚焦直径为0.15-0.25mm,束腰长度0.3-0.5mm。

    5、示例性地,被动调q晶体为采用[110]晶向切割的co2+:mgal2o4晶体。

    6、示例性地,被动调q晶体的初始透过率为t=80%。

    7、示例性地,铒镱共掺增益玻璃为1wt%铒和21wt%镱共掺磷酸盐玻璃,其中,铒镱共掺增益玻璃的轴向长度为3.2mm,铒镱共掺增益玻璃的横截面尺寸为3mm×3mm。

    8、示例性地,耦合输出膜对振荡光的透过率为15%。

    9、示例性地,复合激光介质的侧面用铟包裹放置于热沉上。

    10、示例性地,铒镱共掺玻璃激光器不包括设置在光轴以外的光学元件。

    11、本发明的一些实施例提供了一种紧凑型激光测距仪,包括上述的铒镱共掺玻璃激光器。

    12、在上述技术方案中,放大级的增益介质可以不单独设置泵浦源,仅利用通过振荡级的残余泵浦光作为泵浦对种子光进行增益。这样无需设置额外的泵浦源和对该泵浦源的泵浦光进行调整的透镜,大幅缩小了激光器的体积,激光器的集成度更高。种子光经过放大级的增益,仍然能够满足输出能量的要求。

    13、在
    技术实现要素:
    中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

    14、以下结合附图,详细说明本发明的优点和特征。



    技术特征:

    1.一种用于紧凑型激光测距仪的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述铒镱共掺玻璃激光器包括振荡级和放大级,

    2.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述增益介质包括沿所述光轴相对设置的入射端面和出射端面,所述入射端面包括第一光学膜层,所述出射端面包括第二光学膜层,所述第一光学膜层对于所述剩余泵浦光和所述振荡光具有增透作用,所述增益介质对所述振荡光放大形成放大光,所述第二光学膜层对于所述放大光具有增透作用且对于所述泵浦光具有反射作用。

    3.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述增益介质为厚度1mm的1wt%铒和21wt%镱共掺磷酸盐玻璃。

    4.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述铒镱共掺玻璃激光器还包括微透镜,所述泵浦源为线偏振单管半导体激光器,所述微透镜设置在所述单管半导体激光器的快轴上,用于对所述泵浦光进行准直,其中:所述微透镜的焦距f=5mm,聚焦直径为0.15-0.25mm,束腰长度0.3-0.5mm。

    5.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述被动调q晶体为采用[110]晶向切割的co2+:mgal2o4晶体。

    6.根据权利要求5所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述被动调q晶体的初始透过率为t=80%。

    7.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述铒镱共掺增益玻璃为1wt%铒和21wt%镱共掺磷酸盐玻璃,其中,所述铒镱共掺增益玻璃的轴向长度为3.2mm,所述铒镱共掺增益玻璃的横截面尺寸为3mm×3mm。

    8.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述耦合输出膜对所述振荡光的透过率为15%。

    9.根据权利要求1所述的铒镱共掺玻璃激光器,其特征在于,所述复合激光介质的侧面用铟包裹放置于热沉上;和/或

    10.一种紧凑型激光测距仪,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的铒镱共掺玻璃激光器。


    技术总结
    本发明提供了一种铒镱共掺玻璃激光器和具有其的紧凑型激光测距仪。铒镱共掺玻璃激光器包括振荡级和放大级,振荡级包括用于发射泵浦光的泵浦源和用于接收泵浦光形成振荡光的复合激光介质,复合激光介质包括相互键合的铒镱共掺增益玻璃和被动调Q晶体,以及前腔镜膜和耦合输出膜,前腔镜膜对于泵浦光具有增透作用且对于振荡光具有全反射作用;耦合输出膜对于泵浦光具有增透作用且对于振荡光具有透射和反射作用。放大级仅包括增益介质,同振荡级的复合激光介质键合在一起,放大级用于接收复合激光介质出射的振荡光和剩余泵浦光,振荡光在放大级中仅由剩余泵浦光增益后输出。这样激光器的集成度更高。种子光经过放大级的增益仍能满足输出能量要求。

    技术研发人员:惠勇凌,姜梦华,代京京
    受保护的技术使用者:北京工业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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