[發明專利]一種新型激光器

無效

• 申請號: 200710009984.X
• 申請日: 2007-12-11
• 公開（公告）號: CN101459316A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 黃凌雄;張戈;黃呈輝;魏勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S3/105
• 分類號: H01S3/105;H01S3/16;H01S3/20;H01S3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種激光器。

背景技術

雙波長激光器在激光應用領域，如測量、醫學等方面，有著很好的發展前景，某些連續雙波長激光器、脈沖雙波長激光器等已經研制成功并有若干國內專利(02117364.8、03152818.X、99108774.7、02148544.5、97116089.9、200510043830.3等)。在雙波長激光器的設計方案中，主要是通過平衡激光器中雙波長的增益系數來實現；或者通過更為復雜的系統設計，在不同增益介質實現不同波長輸出再進行藕合。本發明提供了一種新型雙波長激光器的設計，該設計依靠反射光柵和全反射鏡構成的激光諧振腔，能夠很方便地得到雙波長激光或者單波長激光的輸出，具有結構簡單，控制容易，波長范圍在一定范圍內可以調整，輸出的雙波長之間的能量比可調節等特點，可應用于多通道躍遷性質的固體或液體等多種物質為激光介質的激光器，特別適合于產生相近譜線的雙波長激光。

發明內容

本發明的目的在于利用光柵對不同波長的光衍射角不同，由反射光柵、激光工作介質、全反射鏡和泵浦光源構成光柵雙波長激光器，得到雙波長激光的輸出。

本發明的技術特點如下：

1、一種新型激光器，包括激光工作介質，用于泵浦所述激光工作介質以使激光介質形成粒子數反轉分布的泵浦系統，由全反射鏡和反射光柵組成的激光諧振腔，通過選擇反射光柵參數及角度，實現單波長或者雙波長激光輸出。

2、如項1所述的激光器，其特征在于：通過調整反射光柵角度，調節激光輸出中兩波長之間的能量比。

3、如項1或2所述的激光器，其特征在于：采用如下方式選擇所述的反射光柵參數及角度，根據激光介質中兩種波長的增益強弱，選擇光柵參數和角度，使增益較強的波長，光柵的反饋較弱，對增益較弱的波長，光柵的反饋較強。

4、如項1所述的激光器，其特征在于：其激光工作介質為固體或液體。

5、如項1所述的激光器，其特征在于：激光器的工作方式為脈沖、準連續或者連續式。

本發明的優選方案之一為：由于不同波長的光在反射光柵上的零級衍射方向一致，而其一級衍射方向是不同的。對要選擇輸出的雙波長激光來，光柵對它們的一級衍射方向不同，利用合適的反射光柵，在通過激光工作介質與全反射鏡構成的振蕩光路上，反射光柵對兩波長激光的反饋均滿足激光的振蕩增益要求，在反射光柵的零級即得到雙波長激光輸出。

反射光柵和激光工作介質、全反射鏡、泵浦光源等構成的激光器如附圖所示，其中：1表示激光器的泵浦源，可以是氙燈、氪燈、LD激光等；2是激光工作介質，固體(晶體、陶瓷、玻璃)、液體等常用激光工作介質都適用于本激光器；3為全反射鏡，對本激光器所需要的雙波長起全反射作用；4是激光器輸出的雙波長中波長較短的光路，其與該波長在光柵上的一級衍射方向是一致的；5則是激光器輸出的雙波長中波長較長的光路，也是其在光柵上的一級衍射方向；6代表泵浦光的入射；7為反射光柵，對激光器所需要的雙波長在一級衍射方向上具有較高的反射率；8是反射光柵的零級衍射方向，也是雙波長激光的輸出方向。整個系統中與通常使用的激光器的主要區別在于使用反射光柵取代了常用的輸出介質鏡，通過光柵的一級衍射為諧振腔提供必要的反饋使激光在腔內來回振蕩并不斷增益，形成的激光再通過光柵的零級衍射輸出。本激光器利用了光柵的衍射，當光入射到光柵時會產生衍射現象，光的波長不同，其衍射角也不一樣。對于垂直入射的光，n級衍射的衍射角θ與入射光波長λ之間存在關系：2dsinθ_n＝nλ(n＝0，±1，±2……，d：光柵常數)。因此，利用光柵能夠從一束光中將波長不同的光分離出來。根據這一原理，設計了光柵雙波長激光器。選擇合適參數的反射光柵(能夠使選定的兩波長充分分離且有很高的反射率)，使激光器所需要的雙波長激光的一級衍射方向分別對應光路4和5，光束之間的夾角為a，并且兩光路4、5能同時通過激光工作介質1。光路4、5之間的夾角a很小，因此兩者都可以認為是近光軸傳播的光，對它們在由反射光柵7和全反射鏡3構成的諧振腔之間的往返傳播過程能夠用近似的幾何傳播來描述，認為它們能在腔內多次往返傳播而不逸出諧振腔。當激光工作介質2受到光泵浦時，在由全反射鏡3、激光工作介質2、反射光柵7組成的激光諧振腔中，當增益達到并超過激光輸出閾值時，兩個波長的光分別沿光路4、5形成振蕩，并從光柵的零級衍射方向8輸出雙波長激光。無論光柵雙波長激光器是處于連續、準連續或者脈沖工作方式，其基本工作原理不變，該設計方案都是適用的，只要激光工作介質2能夠滿足雙波長激光的增益要求。