[發明專利]獲得488nm波長的腔內和頻全固體藍光激光器

無效

• 申請號: 200710056048.4
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101132106A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 檀慧明;繆同群;高蘭蘭;付喜宏
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01S3/082
• 分類號: H01S3/082;H01S3/0941;H01S3/10;H01S3/108
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所
• 代理人: 趙炳仁

技術領域：

本發明屬于激光技術領域中，涉及的一種通過腔內和頻方法獲得488nm波長全固體藍光激光器。

背景技術：

在激光技術領域中，半導體激光器及半導體激光泵浦固體激光技術發展以前，獲得藍激光的技術主要是氬離子激光器，而氬離子激光器在藍激光的波段主要是488nm的波長。因此隨著激光應用領域研究的進展，488nm波長的藍激光在生物醫療儀器，基礎研究和工業領域已獲得了大量的應用。隨著半導體激光器及半導體激光泵浦固體激光技術發展及其特殊的優點，半導體藍光激光器和半導體激光泵浦固體藍光激光器已獲得了迅速的發展，并在很多應用領域大量的取代了氬離子激光器。但直接發射488nm波長的半導體藍光激光器還處在研究階段。目前獲得半導體激光泵浦固體藍光激光輸出的技術主要是腔內倍頻方法，由于目前激光增益介質躍遷譜線的限制，通過腔內倍頻還不能獲得488nm的藍激光波長。

目前獲得488nm的激光器除了氬離子激光器外，主要還有垂直腔面發射半導體激光器的外腔倍頻和摻鈦藍寶石倍頻激光器等。垂直腔面發射半導體外腔倍頻激光器主要有電泵浦和光泵浦兩種方式。電泵浦垂直腔面發射半導體外腔倍頻激光器目前獲得的功率還很低，僅幾毫瓦。光泵浦垂直腔面發射半導體外腔倍頻激光器需要反射方向泵浦，獲得的488nm的激光也僅百毫瓦量級。采用摻鈦藍寶石倍頻激光器需要其它固體激光器泵浦，獲得488nm的激光器結構復雜和成本高。

通過對兩個具有不同波長基頻光的非線性和頻方法也能獲得新的波長。與本發明最為接近的已有技術是美國專利No.5.345.457如圖1所示，包括泵浦源1和4，諧振腔鏡2和5、激光增益介質3和6、偏光棱鏡7、KTP非線性晶體8和輸出耦合腔鏡9。諧振腔鏡2和5分別與輸出耦合腔鏡9之間組成具有公共重合部分的兩個子諧振腔組，子諧振腔的公共重合部分由偏光棱鏡7，KTP非線性晶體8和輸出耦合鏡腔9組成。當泵浦源1和4分別泵浦激光增益介質3和6時，兩個子諧振腔通過激光增益介質3和6分別產生1064nm和1318nm兩個不同波長的基頻光，形成振蕩，再通過公共重合部分的KTP非線性晶體8的和頻產生589nm的波長輸出。

該激光器的輸出波長是589nm的黃光激光器，而不是輸出波長為488nm的藍光激光器。

發明內容：

為了獲得488nm波長輸出的藍光激光器，設計一種不同于黃光激光器的結構并通過選用不同的激光增益介質、非線性晶體和制備在諧振腔鏡與輸出耦合鏡的激光膜系，產生兩個不同的基頻光波長，通過特定基頻光波長的組合，在非線性晶體內和頻產生488nm的藍光激光輸出。本發明要解決的技術問題是：提供一種獲得488nm波長的腔內和頻全固體藍光激光器。

解決技術問題的技術方案如圖2所示，包括第一半導體激光器10和第二半導體激光器17、第一光學耦合部件11和第二光學耦合部件18、第一輸入耦合腔鏡12和第二輸入耦合腔鏡19、第一激光增益介質13和第二激光增益介質20、和束鏡14、非線性晶體15、輸出耦合腔鏡16；該結構是由具有公共重合光路的兩個子諧振腔組成復合型諧振腔的腔內和頻激光器結構；一個子諧振腔是在第一半導體激光器10的激光發射方向的光軸上，從左至右按第一耦合光學部件、第一輸入耦合腔鏡12、第一激光增益介質13、和束鏡14、非線性晶體15和輸出耦合腔鏡16排列，其中和束鏡14與光軸成45°放置；另一個子諧振腔是在第二半導體激光器17的激光發射方向的光軸上，按第二光學耦合部件18、第二輸入耦合腔鏡19、第二激光增益介質20、和束鏡14、非線性晶體15和輸出耦合腔鏡16排列，其中和束鏡14與光軸成45°放置；兩個子諧振腔通過和束鏡14合成，并由和束鏡14，非線性晶體15和輸出耦合腔鏡16組成公共重合光路；在第一半導體激光器10的光學泵浦下，第一激光增益介質13產生的波長為λ₁，并在第一輸入耦合腔鏡12和輸出耦合腔鏡16之間振蕩；在第二半導體激光器17的光學泵浦下，第二激光增益介質20產生的波長為λ₂，并在第二輸入耦合腔鏡19和輸出耦合腔鏡16之間振蕩；波長為λ₁的光束與波長為λ₂的光束在公共重合光路內共線或非共線通過非線性晶體15，由非線性和頻相互作用，產生波長為λ₃的488nm藍色和頻激光，并由輸出耦合腔鏡16輸出到諧振腔外。