[0001] 本发明涉及脉冲激光器技术领域，特别涉及一种侧面泵浦种子放大脉冲激光器。

[0002] 短脉冲大能量脉冲激光是一种在医疗美容领域有重要应用的激光技术，这种激光目前主要通过在光学谐振腔内调Q产生，常用的短脉冲大能量脉冲激光器有红宝石调Q激光
器、翠绿宝石调Q激光器、NdYAG调Q激光器等等。其中NdYAG调Q激光器用途最广，如在治疗雀斑、咖啡斑等浅表色素性病变，鲜红斑痣、蜘蛛痣等等浅表血管增生性病变中取得了很好的效果，但在用于治疗深部色素增生性病变方面效果较差，比如：在用于祛除各种彩色文刺
时，调Q激光器因脉宽不够短，一次照射不能对皮肤深层的色素组织完全破坏，同一个位置的文刺需被照射多次才能被完全祛除，调Q激光器输出多模高斯光束，光斑能量分布不均
匀，中心能量高，边沿能量低，照射时会在患者皮肤上会产生热点，会增加患者皮肤被烧伤的风险。

[0020] 下面将结合本发明提供的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，根据下面的说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

[0021] 在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中心”、“水平”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0022] 实施例：

[0023] 本实施例提供了一种侧面泵浦种子放大脉冲激光器，参阅图1所示，该激光器包括相对设置的第一种子源1和第二种子源5、第一种子源1输出端前的第一扩束镜2和第二种子
源5输出端前的第二扩束镜4、两扩束镜之间的可旋转45°反射镜3，还包括种子光传播方向
上依次设置的第一45°反射镜6、滤波器10、空间隔离器11、平凹透镜12、45°水平偏振片13、第一行波放大器16、二分之一波片17、第二45°反射镜18、第三45°反射镜19、第二行波放大器22和第四45°反射镜23。其中，可旋转45°反射镜3可顺时针或顺时针旋转45°，用于切换不同的种子光进入后续光路；45°水平偏振片13、第一行波放大器16、二分之一波片17、第二
45°反射镜18、第三45°反射镜19、第二行波放大器22和第四45°反射镜23组成环形行波放大器，相比线型行波放大器，种子光可被多次放大，大大提高了每个放大器的储能利用率，且该激光器可输出纳秒级和亚纳秒级两种脉宽的大能量平顶光束，能满足各种色素增生性病
变的治疗需要。

[0024] 下面对该脉冲激光器进行具体的说明。

[0025] 作为第一种子源1和第二种子源5的一种具体实施方式，第一种子源1和第二种子源5相对设置，第一种子源1和第二种子源5的输出端前还分别有第一扩束镜2和第二扩束镜
4，可旋转45°反射镜3位于第一扩束镜2和第二扩束镜4之间。可旋转45°反射镜3通过金属盘安装在由PWM控制旋转角度的金属舵机上，可旋转45°反射镜3可绕舵机转动轴旋转，旋转角度为‑45°～45°，可通过舵机转动轴旋动带动45°反射镜3旋转，以切换不同的种子源。在可旋转45°反射镜3的反射光束的光路上设有第一45°反射镜6，将种子光反射进入后续的光路
中。

[0026] 可选的，第一种子源1为纳秒种子源，第二种子源5为亚纳秒种子源，纳秒种子源和亚纳秒种子源均为被动调Q微片激光器，被动调Q微片激光器输出的中心波长为1064nm、出光口光斑直径为0.9～1.0mm、光束质量＜1.3mm；纳秒种子源的激光脉宽为1～2ns，亚纳秒种子源的激光脉宽为300～400ps。

[0027] 可选的，扩束镜2和扩束镜4为伽利略望远镜，均包括一个输出的凹透镜和一个输出的凸透镜，两个透镜的间距为65～75mm。

[0028] 作为滤波器10的一种具体实施方式，滤波器10在第一45°反射镜6之后，滤波器10包括第一偏振器7和第二偏振器9及空间可变波片8，第一偏振器7和第二偏振器9位于空间
可变波片8的两侧，空间可变波片8为光轴沿径向旋转的二分之一波片。滤波器10为空间变
化透射滤波器，可将高斯光束转换为平顶光束。

[0029] 作为空间隔离器11的一种具体实施方式，空间隔离器11在滤波器10之后，空间隔离器11只允许偏振光从它的正向输入而阻止相反方向输入，正向水平偏振光输入、水平偏
振光输出，反向水平偏振输入、水平偏振光转换为垂直偏振光不输出。

[0030] 作为平凹透镜12的一种具体实施方式，平凹透镜12在空间隔离器之后，平凹透镜12竖直放置，其焦距可为1m。

[0031] 作为环形行波放大器的一种具体实施方式，45°水平偏振片13在平凹透镜之后，第一行波放大器16包括在水平偏振片13之后的第一增益介质15和位于第一增益介质15侧面
的第一泵浦源14，第一增益介质15之后依次为二分之一波片17和第二45°反射镜18，第二
45°反射镜18的倾斜方向与45°水平偏振片13相反；第二行波放大器22包括与第一增益介质
14平行的第二增益介质20和位于第二增益介质20侧面的第二泵浦源21，第二增益介质20的
两端分别设置有第三45°反射镜19和第四45°反射镜23。第二45°反射镜18和第三45°反射镜
19位于两个增益介质的同一端，且第二45°反射镜18到第一增益介质14的距离和第三45°反
射镜19到第二增益介质20的距离相等，同时两反射镜的倾斜方向相反，因此第二45°反射镜
18能将通过第一增益介质14的种子光反射至第三45°反射镜19的表面，第三45°反射镜19能
将种子光反射进入第二增益介质20。第四45°反射镜23和45°水平偏振片13位于两个增益介
质的另一端，且第四45°反射镜23到第二增益介质20的距离与45°水平偏振片13到第一增益
介质14的距离相等，同时第四45°反射镜23与第三45°反射镜19的倾斜方向相反，因此第四
45°反射镜23可将通过第二增益介质20的种子光反射至45°水平偏振片13。上述环形行波放
大器可使种子光多次通过增益介质被放大。

[0032] 可选的，第一增益介质14和第二增益介质20均为Nd：YAG晶体棒，晶体棒的直径为7～8mm，长度为80～100mm，端面切角为0.3°～0.5°，掺杂浓度为0.3at％～0.5at％。

[0033] 可选的，第一泵浦源15和第二泵浦源21均为脉冲水冷氙灯，脉冲水冷氙灯的内径为5～7mm，弧长范围为80～100mm。

[0034] 下面结合具体的数据值对本实施例的一种侧面泵浦种子放大脉冲激光器的工作过程和原理进行具体说明。

[0035] 其中，纳秒种子光和亚纳秒种子光为水平偏振1064nm的高斯激光束、输出频率为1～10Hz、最大单脉冲能量为300uJ；纳秒种子光的出口光斑直径为0.9mm、脉宽为1.5ns、光束质量为1.25；亚纳秒种子光出口光斑直径为1mm、脉宽为350ps、光束质量为1.2。扩束镜2和扩束镜4均为6倍扩束。第一行波放大器16和第二行波放大器22中的脉冲水冷氙灯的内径为
5mm、弧长为80mm，通过脉冲电压源点燃，脉冲电源最大输出电功率为10Hz、400W。Nd：YAG晶体棒的直径为8mm、长度为80mm、掺杂浓度为0.5at.％，第一行波放大器16中Nd：YAG晶体棒的端面切角为0.3°，第二行波放大器22中Nd：YAG晶体棒的端面切角为0.5°，第一行波放大器16和第一行波放大器22中分别使用端面带不同切角的Nd：YAG晶体棒，可避免产生自激
光。

[0036] 纳秒种子光或亚纳秒种子光通过扩束镜2或扩束镜4扩束后光斑变大，直径约6mm，通过金属舵机带动可旋转45°反射镜3绕舵机转动轴顺时针或逆时针旋转45°，当镜片被顺
时针旋转45°或逆时针旋转45°时，纳秒种子光或亚纳秒种子光经可旋转45°反射镜3反射
后，再经第一45°反射镜6反射后依次通过滤波器10、空间隔离器11、平凹透镜12。种子光开始进入环形行波放大器，首先通过45°水平偏振片13被转换为发散角约5mrad的水平偏振平
顶激光束，通过第一行波放大器16被第一次放大，经过二分之一波片17偏振态旋转90°变为垂直偏振，经第二45°反射镜18和大三45°反射镜19反射，通过第二行波放大器22被第二次
放大，经第四45°反射镜23反射回到45°水平偏振片；此时的垂直偏振平顶激光束被45°水平偏振片13反射，再次通过第一行波放大器16被第三次放大，经过二分之一波片17偏振态旋
转90°变为水平偏振，经第二45°反射镜18和第三45°反射镜19反射，再次通过第二行波放大器22被第四次放大，经第四45°反射镜23反射后此时的水平偏振平顶激光束最终通过45°水
平偏振片13，输出脉宽为1.5ns或350ps的500mJ脉冲激光。在上述过程中第一级放大后输出能量为5mJ左右、第二级放大后输出能量为40mJ左右、第三级放大后输出能量为150mJ左右，最大激光输出频率为10Hz。

[0037] 本发明提出的一种侧面泵浦种子放大脉冲激光器，由两个行波放大器组成的环形行波放大器系统，相比线型行波放大器系统中种子在每个放大器只能被放大一次，在环形
行波放大器中种子在每个放大器被放大两次，大大提高了每个放大器的储能利用率。

[0038] 本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神和范围，基于本发明中的实施例，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内
容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。