CN108110604A - 电光调q脉冲激光器和方法及应用其的激光医疗设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种能够应用于激光医疗目的的电光调Q脉冲激光器，且其输出的激光波长可变。所述电光调Q脉冲激光器包括沿激光光轴方向的泵浦光源端至激光输出端依次设置的反射镜、激光工作介质、第一光学偏振器、双折射滤光片、第二光学偏振器和电光调制法布里‑珀罗效应标准具。所述电光调Q脉冲激光器，根据激光医疗的需要，通过改变双折射滤光片来选择激光医疗机的工作波长，同时改变电光调制法布里‑珀罗效应标准具上施加的电场强度来控制工作波长激光的输出，从而实现窄脉冲、高峰值功率的医疗激光输出。

Description

电光调Q脉冲激光器和方法及应用其的激光医疗设备
技术领域
本申请涉及一种电光调Q脉冲激光医疗设备，属于激光医疗技术领域。
背景技术
高峰值功率激光器在医疗领域的应用十分广泛，在组织切割、色素漂白等方面有着极为突出的治疗效果。高峰值功率激光的产生主要依靠电光调制、声光调制和机械调制等手段来实现，现阶段主流的高峰值功率激光医疗机以电光调制为主。然而，目前成熟的激光医疗机往往无法做到性能和经济性两方面兼顾。
不同波长的激光作用在生物组织上产生的效果不尽相同，因而在医疗应用中能够发挥的作用也有所不同，例如有些波长激光用于组织切割的效果较好，有些能够快速有效地实现止血功能，有些则在色素漂白上的表现突出，所以针对不同医疗目的，需要选择合适波长的激光医疗机。现今市场上多数的激光医疗机只能输出固定的一个或两个波长，治疗功能显得相对单一。如果激光医疗机能够输出若干不同波长的激光，那么其可能具备两种甚至更多的治疗功能，能够更为经济便利地服务于医疗领域。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，以一对光学偏振器和双折射滤光片控制激光器的振荡波长，再以同时具有电光效应和法布里-珀罗效应(Fabry-Perot，F-P)的电光调制法布里-珀罗标准具来调制激光器的振荡波长，实现激光的电光调Q脉冲输出。激光器中可能振荡的波长取决于激光工作介质中的能级跃迁过程，只要激光工作介质中能级跃迁所对应的波长能够形成有效的激光振荡，在本申请的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器中均可以产生激光输出。由于该输出波长可变的电光调Q脉冲激光器的激光波长可变，所以应用于激光医疗时能够具备更大的自由度，发挥出更好的效用。该激光器根据医疗的需要，能以电光调Q的方式输出高能激光脉冲，并改变激光输出的重复频率，实现窄脉冲、高峰值功率的医疗激光的输出。
所述输出波长可变的电光调Q脉冲激光器包括从泵浦光源端至激光输出端沿激光光轴方向依次设置的反射镜、激光工作介质、第一光学偏振器、双折射滤光片、第二光学偏振器和电光调制法布里-珀罗效应标准具。
本申请的技术方案，以反射镜、激光工作介质、一对光学偏振器、双折射滤光片和电光调制法布里-珀罗效应标准具构建输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，其中以一对光学偏振器和双折射滤光片(Lyot型双折射滤光器)共同作用控制激光工作介质中的能级跃迁过程来选择激光振荡波长，再以同时具有电光效应和F-P效应的电光调制法布里-珀罗效应标准具对振荡波长进行调制，当振荡波长在电场调制中的法布里-珀罗效应标准具中能够满足F-P干涉条件时，就能通过法布里-珀罗效应标准具，形成激光脉冲输出。
优选地，所述双折射滤光片由光学各向异性的双折射晶体制成，包括相互平行且与所述激光光轴方向成一定角度α的第一光学端面和第二光学端面。
进一步优选地，所述第一光学端面和第二光学端面均镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增强反射的光学镀膜；所述第一光学端面和第二光学端面的光增强反射的光学镀膜的适用波长范围根据所述激光工作介质能产生的激光输出波长范围确定。
优选地，所述的第一光学偏振器和第二光学偏振器选自光学偏振棱镜或者光学偏振片中的至少一种，能够输出0.2μm至10μm中至少一段波长范围内的线偏振光。
优选地，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具包括相互平行且与所述激光光轴方向垂直的第三光学端面和第四光学端面。所述电光调制法布里-珀罗效应标准具由电光晶体制成，所述电光晶体为具有电光效应的晶体，所述电光晶体选自铌酸锂晶体(简写为LN晶体)、偏硼酸钡晶体(简写为BBO晶体)、钽酸锂晶体中的至少一种。所述电光调制法布里-珀罗效应标准具的电光调制方式可以为横向电光调制或者纵向电光调制。
进一步优选地，所述第三光学端面和第四光学端面均镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增强反射的光学镀膜；所述第三光学端面和第四光学端面的光增强反射的光学镀膜的适用波长范围根据所述激光工作介质能产生的激光输出波长范围确定。
作为一个优选的实施方式，所述第三光学端面和第四光学端面分别贴合平面电极，所述平面电极位于所述激光光束的位置设置有通光孔，所述第三光学端面和第四光学端面间的距离为0.01mm至2mm。
作为一个优选的实施方式，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具与激光光轴方向平行的两个相对的侧面分别贴合一对平面电极，所述第三光学端面和第四光学端面间的距离为0.01mm至10mm。
优选地，所述反射镜的作为激光谐振腔的反射端面的表面镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光全反射的光学镀膜。所述反射镜的光学镀膜的适用波长范围根据所述激光工作介质能产生的激光输出波长范围确定。
所述激光工作介质的荧光发射光谱能够覆盖激光医疗所需的波长且相应的荧光发射光谱能够形成有效的激光振荡。
优选地，所述激光工作介质选自激光晶体、非晶激光陶瓷、激光光纤、激光玻璃、激光染料中的至少一种。
优选地，所述激光工作介质选自Nd:YAG晶体、Yb:YAG晶体、Nd:YAG陶瓷、钕离子激光玻璃、Er:YAG晶体、Cr:YSGG晶体、Ho:YAG晶体、Ti:Al2O3晶体中的至少一种。
优选地，所述激光工作介质的光学端面上镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增透的光学镀膜。所述激光工作介质的光学端面上的光学镀膜的适用波长范围根据所述激光工作介质能产生的激光输出波长范围确定。
优选地，激光的振荡波长由第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片共同作用所控制。
优选地，激光的脉冲宽度和重复频率由施加在电光调制法布里-珀罗效应标准具上的电场所控制。
本申请提供的波长可变的电光调Q脉冲激光，其能够应用于激光医疗目的。设计的输出波长可变的电光调Q脉冲激光，输出激光的波长可以连续调谐或者输出若干特定的波长，取决于使用的激光工作介质，其特点在于以一对光学偏振器和双折射滤光片协同作用来实现激光波长的选择，并以电光调制的法布里-珀罗效应标准具实现电光调Q脉冲激光。该激光应用于医疗时，根据治疗需要输出相应的激光波长。
作为一个具体的实施方式，本申请提供输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，其波长的改变依靠的是第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片，它们使得谐振腔中只有选择波长的线偏振光能够在其间往返振荡，采用以电光晶体制作的电光调制法布里-珀罗效应标准具对谐振腔内的振荡光进行调制，通过晶体材料的电光效应和法布里-珀罗效应标准具的F-P效应共同作用来控制激光脉冲的输出。使用的第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片，它们的光学参数根据激光器的工作波段设定，其中第一光学偏振器、第二光学偏振器的偏振方向可以相互平行，也可以相互垂直，两者均垂直于激光光轴，通过改变双折射滤光片与激光光轴的角度改变谐振腔中振荡激光的波长，且保证振荡光为线偏振光。以电光晶体制作的电光调制法布里-珀罗效应标准具，其光学通光面上均镀有在工作波段高反射的光学膜，根据F-P效应，只有满足F-P干涉条件的特定波长光能够大部分通过法布里-珀罗效应标准具，由于电光晶体具有电光效应，若在晶体上施加电场，能够有效改变晶体折射率，因而可以在法布里-珀罗效应标准具上施加一定电场强度的电场，使得选定波长的光能够满足F-P干涉条件而通过法布里-珀罗效应标准具。在电光调制法布里-珀罗效应标准具上施加电场强度可调的电场，当施加在法布里-珀罗效应标准具上的电场强度对法布里-珀罗效应标准具的调制不满足谐振腔中振荡的线偏振光的F-P干涉条件时，激光无法输出；电场强度达到某一强度时，谐振腔中振荡的线偏振光正好在该法布里-珀罗效应标准具上满足F-P干涉条件而通过，产生激光脉冲输出。
根据本申请的另一个方面，提供了一种输出波长可变的电光调Q脉冲激光方法，该方法利用第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片的共同作用去选择激光器的振荡波长，并以电光调制法布里-珀罗效应标准具实现激光的电光调Q输出。激光振荡的波长取决于激光工作介质中的能级跃迁过程，本申请的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器中的激光工作介质能级跃迁的所有波长，只要能够形成有效的激光振荡，在本申请的激光器中均可以产生激光输出。由于该输出波长可变的电光调Q脉冲激光能够改变激光的输出波长，并以电光调Q的方式输出高能激光脉冲，所以应用于激光医疗时能够具备更大的自由度，发挥出更好的效用。
所述输出波长可变的电光调Q脉冲激光方法采用上述任一输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具处于电场I中；
所述输出波长可变的电光调Q脉冲激光方法通过控制双折射滤光片与激光光轴之间的夹角以选择相应波长的激光，然后通过改变电光调制法布里-珀罗效应标准具上电场I的电场强度以实现调Q激光输出。
优选地，所述电场I的电场方向平行或垂直于所述激光光轴方向。
作为一个优选的实施方式，脉冲激光输出过程至少包括如下状态，
1)无输出状态：所述双折射滤光片与激光光轴成任意角度α；
所述电光调制法布里-珀罗效应标准具置于电场I中，所述电场I的初始电场强度为0或E10；
所述激光工作介质的所有荧光发射谱线的波长均不符合所述电光调制法布里-珀罗效应标准具此时的通过波长；
2)输出波长为λi的激光脉冲：所述双折射滤光片与激光光轴成一定角度αi，该双折射滤光片的通过波长为λi，然后改变所述电场I的电场强度至E1i，此时所述电光调制法布里-珀罗效应标准具的通过波长亦为λi，则产生波长为λi的激光脉冲输出；
其中，λi选自所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长；
优选地，通过改变所述状态2)中所述双折射滤光片与激光光轴之间的夹角角度αi和所述电场I的电场强度E1i，使得所述双折射滤光片和电光调制法布里-珀罗效应标准具的通过波长变为所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长中另一个波长，从而实现不同波长的激光脉冲输出；
优选地，通过调节所述状态2)中电场强度E1i的持续时间和变化频率，以改变所述激光脉冲的脉冲宽度和重复频率。
根据本申请的又一个方面，提供了一种激光医疗设备，该激光医疗设备包括上述激光器和/或所述方法利用第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片共同作用去选择激光器的振荡波长，并以电光调制法布里-珀罗效应标准具实现激光的电光调Q输出。激光振荡的波长取决于激光工作介质中的能级跃迁过程，本申请的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器中的激光工作介质能级跃迁的所有波长，只要能够形成有效的激光振荡，在本申请的激光器中均可以产生激光输出。由于该输出波长可变的电光调Q脉冲激光能够改变激光的输出波长，所以应用于激光医疗时能够具备更大的自由度，发挥出更好的效用。优选地，包括上述任一所述输出波长可变的电光调Q脉冲激光器产生激光，所述激光医疗设备输出所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长中的任一波长的脉冲激光。
优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为1ns至1ms。
优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲重复频率为0kHz至20kHz。
进一步优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为10ns至1ms，激光脉冲重复频率为0.1kHz至10kHz。
进一步优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为10ns至20ns，激光脉冲重复频率为10kHz。
优选地，所述激光医疗设备还包括泵浦光源。
优选地，所述泵浦光源为闪光灯和/或激光光源。
优选地，泵浦能量注入方式为端面泵浦和/或侧面泵浦。
本申请中，电光晶体，是指具有电光效应的晶体材料。在外电场作用下，晶体的折射率发生变化的现象称为电光效应。
本申请中，对波长为0.2μm至10μm的光反射的光学镀膜，是指对波长为0.2μm至10μm的光反射大于透射的光学镀膜。
本申请能产生的有益效果包括：
1)本申请所提供的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，能实现同一台激光器输出多种波长的激光。
2)本申请所提供的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，激光脉冲宽度和激光脉冲重复频率能够在较大范围内连续可调，且能够实现窄脉冲、高峰值功率激光输出。
3)本申请所提供的输出波长可变的电光调Q脉冲激光方法，能够实现在工作状态下，调整输出激光的波长、激光脉冲宽度和激光脉冲重复频率。
4)本申请所提供的激光医疗设备，能够实现在工作状态下，调整输出激光的波长、激光脉冲宽度和激光脉冲重复频率。
附图说明
图1为本申请一种具体实施方式的输出波长可变的电光调Q可调谐脉冲激光器示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的晶体均购买自福建福晶科技股份有限公司。
根据本申请的一种实施方式，本申请的一种具体实施方式中输出波长可变的电光调Q脉冲激光器以一对光学偏振器P1、P2和双折射滤光片BF对激光进行频率选择，并以电光调制法布里-珀罗效应标准具FP进行调制，从而输出特定波长的高能激光脉冲，满足激光治疗的需要。
具体而言，如图1所示，该输出波长可变的电光调Q脉冲激光器，从泵浦光源端(泵浦光PL)至激光输出端(图1中从左至右)沿激光光轴方向(即为图1中沿虚线范围的谐振腔OC的对称轴o)依次排列着激光全反射镜CM、激光工作介质LM、第一光学偏振器P1、双折射滤光片BF、第二光学偏振器P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP。首先根据激光医疗的目标，确定激光器需要输出的波长，据此选择合适的激光工作介质LM，其荧光发射光谱能够覆盖所需的激光波长，并且相应的荧光发射光谱能够形成有效的激光振荡，在激光工作介质LM的光学端面f3和f4上均镀有光学增透膜，以使工作波段的光能完全透过激光工作介质LM。
激光谐振腔OC位于激光全反射镜CM的光学端面f2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP的光学端面f9之间。其中，激光全反射镜CM作为谐振腔OC的反射端，激光全反射镜M1的光学端面f2上镀有光学膜，在工作波段对光全反射；以电光晶体制作的电光调制法布里-珀罗效应标准具FP位于谐振腔的输出端，其光学端面分别为f9和f10，每个光学端面上均镀有在工作波段对光高反射的光学膜，且两个光学端面严格平行，在电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上施加调制电场E1，调制电场可以为横向调制电场(电场方向平行于光学端面)或者纵向调制电场(电场方向垂直于光学端面)。
设计的电光调Q激光器根据激光医疗需要可以输出i(i＝1，2，3，…)个不同波长的脉冲激光，激光的波长为λi(i＝1，2，3，…)，λi为其中的激光工作介质LM的荧光发射光谱所对应的波长。以光学偏振器P1、双折射滤光片BF和光学偏振器P2构成Lyot型双折射滤光器作为该激光器的波长选择器件，光学偏振器P1的光学端面f5和f6、光学偏振器P2的光学端面f7和f8均镀有在工作波段对光增透的光学膜，双折射滤光片BF的光轴Ob与激光谐振腔OC的对称轴o之间的夹角α可变，通过改变该夹角，使得只有选定波长λi的线偏振光能够在谐振腔OC之间形成振荡。在电光调制法布里-珀罗效应标准具FP的电极EP和EN间施加初始电压V10，使振荡的激光λi无法通过，即激光谐振腔处于关闭状态，无激光输出；根据电光效应，外加的调制电场能够改变电光晶体的折射率，从而使光在晶体中的光程发生改变，所以当外加电场的电压为特定值V1i时，振荡的激光λi恰好能够满足F-P干涉条件而通过电光调制法布里-珀罗效应标准具FP，从而输出激光脉冲OL，脉冲宽度由外加电场E1i的持续时间决定。通过控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上外加电场的重复频率即可改变输出激光的重复频率。
实施例1
作为一个具体的实施方式，本申请具体实施方式中的输出波长可变的电光调Q脉冲激光器应用于激光医疗机时，根据激光医疗机的应用需求，确定激光的工作波长、脉冲宽度、重复频率等指标参数，进而确定激光各部件的主要设计要求。设计的激光器可以根据应用需要采用不同的泵浦模式，在图1中采用较为直接的端面泵浦方式，泵浦光PL沿谐振腔OC对称轴o注入，通过激光全反射镜CM后进入激光工作介质LM，使激光工作介质LM处于受激状态；激光全反射镜CM包含光学端面f1和f2，光学端面f1上不镀膜或者镀有对泵浦光LP增透的光学膜，光学端面f2上镀有对泵浦光PL增透、在激光工作波段全反射的光学膜以作为谐振腔的反射端；激光工作介质LM的荧光发射光谱应能够覆盖所需的激光波长且相应的荧光发射光谱能够形成有效的激光振荡，其光学端面f3和f4上均镀有对泵浦光LP和激光工作波段增透的光学膜；以光学偏振器P1、双折射滤光片BF和光学偏振器P2构成Lyot型双折射滤光器作为该激光器的波长选择器件，光学偏振器可以采用光学偏振棱镜或者光学偏振片，图1中光学偏振器P1和P2采用光学偏振棱镜时，P1的光学端面f5和f6、光学偏振器P2的光学端面f7和f8均镀有在工作波段对光增透的光学膜；双折射滤光片BF以具有双折射效应的光学晶体制作，其光轴Ob与激光谐振腔OC的对称轴o之间的夹角α可变，通过改变该夹角，使得只有选定波长λi的线偏振光能够在谐振腔OC之间形成振荡。电光调制法布里-珀罗效应标准具FP，由电光晶体制作，包含一对镀有在激光工作波段高反射且严格平行的光学端面f9和f10，其主要作用是对振荡激光λi进行电光Q调制，可以采用横向电光调制或者纵向电光调制，图1中采用横向电光调制，即电极EP和EN粘合在电光调制法布里-珀罗效应标准具FP的侧面，电场方向与光学端面f9和f10平行。
根据激光输出波长λi的要求，调节双折射滤光片的倾角α，使激光谐振腔中只有波长λi的线偏振光能够在其间形成振荡。激光运行中，使激光工作介质LM受到泵浦光LP的能量注入，处于高能激发态，在电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上施加初始电压V10，使振荡激光λi无法通过，无激光输出；要求输出激光脉冲时，改变电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上电场的电压至V1i使振荡激光λi能够通过，从而形成激光脉冲输出。随后电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上电场的电压回到初始电压V10，激光脉冲输出结束。
1064nm和1319nm电光调Q型Nd:YAG脉冲激光器
在上述输出波长可变的电光调Q脉冲激光器的结构基础上，以Nd:YAG激光晶体作为激光工作介质，光学偏振器P1和P2采用光学偏振棱镜，以石英晶体制作双折射滤光片，以LN晶体加工电光调制法布里-珀罗效应标准具，其与激光光轴平行的侧面镀有相对的一对金属电极以施加横向电光调制电场，光学端面f9和f10上镀有对1064nm和1319nm高反射的光学膜，两光学端面的间距为5mm。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、Nd:YAG激光晶体LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用808nm LD端面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，输出激光的波长可以在1064nm和1319nm之间选择，控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上的横向电光调制电场，激光脉冲宽度可以压缩到20ns以下，重复频率0～20kHz。
实施例2
1064nm和1319nm电光调Q型Nd:YAG脉冲激光器
输出波长可变的电光调Q脉冲激光器同实施例1的结构。激光全反射镜CM的f2端面镀有对1064nm和1319nm全反射光学膜。以Nd:YAG激光晶体作为激光工作介质LM，激光工作介质LM的光学端面镀有对1064nm和1319nm增透的光学膜，光学偏振器P1和P2采用光学偏振棱镜，以石英晶体制作双折射滤光片，以LN晶体加工纵向调制的电光调制法布里-珀罗效应标准具，光学端面f9和f10的间距为0.01mm，在光学端面f9和f10上镀有圆环电极以施加电场，中心的通光孔径镀有对1064nm和1319nm高反射的光学膜。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、Nd:YAG激光晶体LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用808nm LD端面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，输出激光的波长可以在1064nm和1319nm之间选择，控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上的纵向电光调制电场，激光脉冲宽度可以压缩到20ns以下，重复频率0～10kHz。
实施例3
1μm波段电光调Q型Yb:YAG脉冲激光器
输出波长可变的电光调Q脉冲激光器同实施例1的结构。激光全反射镜CM的f2端面镀有在1040nm±10nm区间全反射的光学膜。以Yb:YAG激光晶体作为激光工作介质，激光工作介质LM的光学端面镀有对1040nm±10nm区间增透的光学膜，光学偏振器P1和P2采用光学偏振棱镜，以石英晶体制作双折射滤光片，以LN晶体加工电光调制法布里-珀罗效应标准具，其与激光光轴平行的侧面镀有相对的一对金属电极以施加横向电光调制电场，光学端面f9和f10上镀有在1040nm±10nm区间高反射的光学膜，两光学端面的间距为5mm。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、Yb:YAG激光晶体LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用980nm LD端面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，输出激光的波长可以在1040nm±10nm区间任意调谐，激光的半波长小于0.5nm，激光脉冲宽度可以压缩到20ns以下，重复频率0～10kHz。
实施例4
1μm波段电光调Q型Nd:YAG脉冲激光器
输出波长可变的电光调Q脉冲激光器同实施例3的结构。激光全反射镜CM的f2端面镀有在1050nm～1130nm之间全反射的光学膜。以Nd:YAG激光晶体作为激光工作介质，激光工作介质LM的光学端面镀有在1050nm～1130nm之间增透的光学膜，光学偏振器P1和P2采用光学偏振棱镜，以石英晶体制作双折射滤光片，以LN晶体加工电光调制法布里-珀罗效应标准具，其与激光光轴平行的侧面镀有相对的一对金属电极以施加横向电光调制电场，光学端面f9和f10上镀有在1050nm～1130nm之间高反射的光学膜，两光学端面的间距为5mm。。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、Nd:YAG激光晶体LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用808nm LD端面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，可以输出激光的波长为1052nm、1062nm、1064nm、1068nm、1073nm、1078nm、1106nm、1112nm、1116nm和1123nm，控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上的横向电光调制电场，激光脉冲宽度可以压缩到20ns以下，重复频率0～10kHz。
实施例5
1μm波段电光调Q型钕离子激光玻璃脉冲激光器
输出波长可变的电光调Q脉冲激光器同实施例1的结构，只是以钕离子激光玻璃作为激光工作介质LM，电光调制法布里-珀罗效应标准具FP由偏硼酸钡晶体(简写为BBO晶体)制成。激光全反射镜CM的f2端面镀有在1000nm～1400nm之间高反射的光学膜，电光调制法布里-珀罗效应标准具的光学端面均镀有在1000nm～1400nm之间高反射的光学膜，并标准具侧面镀有金属电极以施加与激光光轴方向垂直的横向电光调制电场。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、钕离子激光玻璃LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用808nm LD端面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，可以在1020nm～1100nm区间和1300nm～1400nm区间输出脉冲激光。控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上的横向电光调制电场，改变开路电压V1i的持续时间，可以输出脉宽为10ns、100ns、1ms的激光脉冲；改变调制电场的重复频率，可以得到0.1kHz、1kHz、10kHz重复频率的脉冲激光。
实施例6
2.70μm和2.79μm电光调Q型Er:Cr:YSGG晶体脉冲激光器
输出波长可变的电光调Q脉冲激光器同实施例1的结构，只是以Er:Cr:YSGG晶体作为激光工作介质LM，电光调制法布里-珀罗效应标准具FP由BBO晶体制成。激光全反射镜CM的f2端面镀有在2.70μm和2.79μm全反射的光学膜，电光调制法布里-珀罗效应标准具FP的光学端面均镀有在2.70μm和2.79μm高反射的光学膜，并在标准具侧面镀有金属电极以施加与激光光轴方向垂直的横向电光调制电场。按照说明书附图1，由激光全反射镜CM、Er:Cr:YSGG激光晶体LM、光学偏振棱镜P1、双折射滤光片BF、光学偏振棱镜P2和电光调制法布里-珀罗效应标准具FP构成激光医疗机，采用闪光灯侧面泵浦，通过调节双折射滤光片BF的倾角α，激光波长可以在2.70μm和2.79μm之间切换。控制电光调制法布里-珀罗效应标准具FP上的横向电光调制电场，激光脉冲宽度可以压缩到20ns以下，重复频率0～10kHz。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述电光调Q脉冲激光器包括从泵浦光源端至激光输出端沿激光光轴方向依次设置的反射镜、激光工作介质、第一光学偏振器、双折射滤光片、第二光学偏振器和电光调制法布里-珀罗效应标准具；
所述第一光学偏振器、第二光学偏振器和双折射滤光片为激光振荡波长的共同控制功能单元；
所述电光调制法布里-珀罗效应标准具为激光的脉冲宽度和重复频率的控制功能单元。
2.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述双折射滤光片包括相互平行且与所述激光光轴方向成一定角度α的第一光学端面和第二光学端面；
所述双折射滤光片由具有双折射效应的光学晶体制成。
3.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述第一光学偏振器和第二光学偏振器为光学偏振棱镜或者光学偏振片中的至少一种；
所述第一光学偏振器和第二光学偏振器能够输出0.2μm至10μm中至少一段波长范围内的线偏振光。
4.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具包括相互平行且与所述激光光轴方向垂直的第三光学端面和第四光学端面；
所述电光调制法布里-珀罗效应标准具由电光晶体制成；
优选地，所述电光晶体选自铌酸锂晶体、偏硼酸钡晶体、钽酸锂晶体中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述双折射滤光片的第一光学端面和第二光学端面均镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增强反射的光学镀膜；
所述电光调制法布里-珀罗效应标准具的第三光学端面和第四光学端面均镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增强反射的光学镀膜；
所述反射镜的作为激光谐振腔的反射端面的表面镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光全反射的光学镀膜；
所述激光工作介质的光学端面上镀有对0.2μm至10μm中至少一段波长范围的光增透的光学镀膜。
6.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具第三光学端面和第四光学端面分别贴合平面电极，所述平面电极位于所述激光光束的位置设置有通光孔，所述第三光学端面和第四光学端面间的距离为0.01mm至2mm；
或者，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具与激光光轴方向平行的两个相对的侧面分别贴合一对平面电极，所述第三光学端面和第四光学端面间的距离为0.01mm至10mm。
7.根据权利要求1所述的电光调Q脉冲激光器，其特征在于，所述激光工作介质选自激光晶体、非晶激光陶瓷、激光光纤、激光玻璃、激光染料中的至少一种；
优选地，所述激光工作介质选自Nd:YAG晶体、Yb:YAG晶体、Nd:YAG陶瓷、钕离子激光玻璃、Er:YAG晶体、Cr:YSGG晶体、Ho:YAG晶体、Ti:Al2O3晶体中的至少一种。
8.一种电光调Q输出脉冲激光方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述电光调Q脉冲激光器，通过控制所述双折射滤光片与激光光轴之间的夹角α以选择相应波长的激光，然后通过改变所述电光调制法布里-珀罗效应标准具上电场I的电场强度以实现激光的电光调Q脉冲输出；
优选地，所述双折射滤光片与激光光轴成一定夹角α，所述电光调制法布里-珀罗效应标准具处于电场I中；
所述电光调Q输出可调谐脉冲激光方法通过控制所述双折射滤光片与激光光轴之间的夹角α以选择相应波长的激光，然后通过改变所述电光调制法布里-珀罗效应标准具上电场I的电场强度以实现调Q激光输出；
优选地，所述电场I的电场方向平行或垂直于所述激光光轴方向。
9.根据权利要求8所述的电光调Q输出脉冲激光方法，其特征在于，脉冲激光输出过程至少包括如下状态：
1)无输出状态：所述双折射滤光片与激光光轴成任意角度α；
所述电光调制法布里-珀罗效应标准具置于电场I中，所述电场I的初始电场强度为0或E10；
所述激光工作介质的所有荧光发射谱线的波长均不符合所述电光调制法布里-珀罗效应标准具此时的通过波长；
2)输出波长为λi的激光脉冲：所述双折射滤光片与激光光轴成一定角度αi，该双折射滤光片的通过波长为λi，然后改变所述电场I的电场强度至E1i，此时所述电光调制法布里-珀罗效应标准具的通过波长亦为λi，则产生波长为λi的激光脉冲输出；
其中，λi选自所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长；
优选地，通过改变所述状态2)中所述双折射滤光片与激光光轴之间的夹角角度αi和所述电场I的电场强度E1i，使得所述双折射滤光片和电光调制法布里-珀罗效应标准具的通过波长变为所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长中另一个波长，从而实现不同波长的激光脉冲输出；
优选地，通过调节所述状态2)中电场强度E1i的持续时间和变化频率，以改变所述激光脉冲的脉冲宽度和重复频率。
10.一种激光医疗设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述电光调Q脉冲激光器中的至少一种和/或采用权利要求8或9所述电光调Q输出脉冲激光方法中的至少一种产生激光，所述激光医疗设备输出所述激光工作介质的荧光发射谱线的波长中的任一波长的脉冲激光；
优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为1ns至1ms，激光脉冲重复频率为0kHz至20kHz；
进一步优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为10ns至1ms，激光脉冲重复频率为0.1kHz至10kHz；
进一步优选地，所述激光医疗设备的激光脉冲宽度为10ns至20ns，激光脉冲重复频率为10kHz；
优选地，所述激光医疗设备还包括泵浦光源；
进一步优选地，所述泵浦光源为闪光灯和/或激光光源；
优选地，泵浦能量注入方式为端面泵浦和/或侧面泵浦。
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