[發明專利]被動鎖模皮秒激光器

有效

• 申請號: 200910083431.8
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN101562310A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 樊仲維;麻云鳳;牛崗
• 申請（專利權）人: 北京國科世紀激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/14
• 分類號: H01S3/14;H01S3/16;H01S3/091;H01S3/0941;H01S3/08;H01S3/098;G02B17/08
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王 勇;徐丁峰

技術領域

本發明涉及超短脈沖激光器，具體涉及被動鎖模皮秒激光器。

背景技術

隨著激光技術的迅速發展及其應用需求的增加，在體積小巧、結構緊湊、性能穩定、全固體化的器件上實現高功率、高光束質量、高效率、高穩定性和長壽命的激光器是激光領域發展的方向。各種學科和工業中對超短脈沖激光的需求日益增加，尤其是應用前景比飛秒激光器更廣泛的皮秒激光器(其例如可以用于：國防、工業、醫療、生物等領域)。所以，研制出高質量、高效率、高穩定性的皮秒激光器是當前的重要研究課題。

一種現有鎖模皮秒激光器技術采用染料鎖模，例如申請號為03114621.X的題為“出光時間高穩定度的被動鎖模Nd:YAG皮秒激光器”的中國專利申請中公開的技術方案，其電控系統復雜，體積大。且染料有劇毒，一段時間染料稀釋，必須更換，使用壽命短，不利于工程化，而且不利于人體健康。另一種現有鎖模皮秒激光器技術采用主動鎖模技術，例如參見申請號為03210775.7，題為“激光二極管泵浦皮秒主動鎖模固體平面波導激光器”的中國專利申請。因為波導技術發展不成熟，成品率極低，這種皮秒激光器很難得到批量生產，且主動鎖模穩定性差。還有一種現有的鎖模皮秒激光器技術，是一種實現低重頻的被動鎖模技術，例如參見申請號為200520000394.7，題為“腔倒空全固態皮秒激光器”的中國實用新型申請，其采用普克爾盒實現腔倒空巨脈沖振蕩，對SESAM損傷極大，一旦損傷，不可恢復。

另外，現有技術中激光器的激光腔體很多采用共焦腔結構，這種結構雖然穩定但是腔長較長，結構不緊湊。

綜上可以看出，現有技術中，缺少一種結構小巧、性能穩定、低重頻被動鎖模皮秒激光器。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種性能穩定，體積小巧，低重頻的被動鎖模皮秒激光器。為了達到上述目的，本發明采取如下技術方案。

一種被動鎖模皮秒激光器，包括泵浦源，激光晶體，激光腔體、鎖模輸出結構，

所述泵浦源放置在所述激光晶體的入射端面一側用于泵浦所述激光晶體；

所述激光腔體包括平面反射鏡和第一平凹鏡，所述平面反射鏡與所述第一平凹鏡的凹面相對的放置于所述第一平凹鏡的曲率半徑點處，且所述平面反射鏡的法線方向與所述第一平凹鏡的軸線之間有一小角度的夾角；所述激光晶體鑲嵌在所述第一平凹鏡中；

所述激光晶體發出的激光在所述激光腔體內振蕩，并經所述鎖模輸出結構鎖模輸出。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述平面反射鏡的法線方向與所述第一平凹鏡的軸線之間的夾角為θ，其中0°＜θ＜1°。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述第一平凹鏡包括一個缺口，所述激光晶體放置在所述缺口位置處，并且所述激光晶體的出射端面位于所述第一平凹鏡的圓弧面內。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述鎖模輸出結構包括平面輸出鏡、第二平凹鏡和半導體可飽和吸收體，所述平面輸出鏡為半透半反鏡，用于接收來自所述激光晶體的激光并將其部分反射至所述第二平凹鏡，所述第二平凹鏡將來自所述平面輸出鏡的激光反射并垂直入射至所述半導體可飽和吸收體。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述鎖模輸出結構包括第二平凹鏡，半導體可飽和吸收體，偏振片，1/4波片和45°反射鏡，所述偏振片接收來自所述激光晶體的激光，并將其經1/4波片反射向第二平凹鏡，第二平凹鏡用于接收偏振片反射的激光，并將其反射垂直入射至所述半導體可飽和吸收體，所述45°反射鏡接收從所述半導體可飽和吸收體反射回并經所述第二平凹鏡和所述1/4波片從所述偏振片出射的激光，并將其反射作為輸出。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述激光晶體為Nd:YVO4或Nd:GdVO4，其大小為5mm×5mm×(3mm～5mm)。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述第一平凹鏡的曲率半徑在150mm～800mm之間。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，所述激光晶體入射端面鍍有在泵浦光波長的增透膜、在輸出光波長的高反膜，出射端面鍍有在輸出光波長的增透膜。

如上所述的被動鎖模皮秒激光器，還包括聚焦鏡，所述聚焦鏡放在所述泵浦源和所述激光晶體之間用于會聚所述泵浦源發出的泵浦光至所述激光晶體。

與現有技術相比，本發明第一次采用等效共焦腔的穩腔設計，增大光程，降低重頻，且大大縮短腔長和體積。

并且，激光晶體放置在激光腔體的缺口處或鑲嵌在激光腔體的端部，使結構更加緊湊。

附圖說明

圖1示出根據本發明實施例1的被動鎖模皮秒激光器的俯視示意圖；