[發(fā)明專利]基于摻釹氟化镥鋰晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010265228.5
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN101950917A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳衛(wèi)標(biāo);李銳;余婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/16;H01S3/08;H01S3/115;H01S3/109
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)激光器，特別是一種基于摻釹氟化镥鋰(以下簡稱為Nd:LiLuF)晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器

背景技術(shù)

藍(lán)光波長處于海水的低損耗窗口，在遠(yuǎn)海和深海中傳輸更具有低損耗特性，所以455nm的藍(lán)綠激光器已成為海洋應(yīng)用及水下資源探測中的重要光源。可通過藍(lán)綠激光信號依靠大氣、空氣/海水界面和海水作為光信道實(shí)現(xiàn)與深水之間的通訊；藍(lán)綠激光器還可安裝在水下載體上，實(shí)現(xiàn)水下探測。

目前要獲得455nm激光輸出，大多是采用鈦寶石激光器獲得910nm激光輸出，之后利用倍頻方法實(shí)現(xiàn)，但是此種方法結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且效率不高。利用激光二極管泵浦的摻釹晶體實(shí)現(xiàn)⁴F_3/2→⁴I_9/2能級躍遷，從而獲得910nm的激光輸出，之后利用倍頻效應(yīng)得到455nm藍(lán)光是一種獲得455nm藍(lán)光輸出的有效方法。

由于微弱的斯塔克能級分裂和負(fù)透鏡效應(yīng)，Nd:LiLuF晶體可以作為激光晶體高效穩(wěn)定的獲得910nm激光輸出。2000年，M.Schmidt?et?al.報(bào)道了采用Nd:LiLuF晶體作為激光晶體獲得910nm的激光輸出，但是當(dāng)時(shí)采用了792nm的調(diào)諧鈦寶石激光器作為泵浦源，且輸出光為連續(xù)光，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不適用于水下通信。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于填補(bǔ)上述空白，提供一種適用于水下激光通信的基于摻釹氟化镥鋰(Nd:LiLuF)晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器，該激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、壽命長、工作穩(wěn)定的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種基于摻釹氟化镥鋰晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括帶尾纖輸出的激光二極管，沿該激光二極管輸出激光的前進(jìn)方向依次設(shè)置泵浦光耦合系統(tǒng)、包含有Nd:LiLuF晶體和電光調(diào)Q晶體的激光諧振腔和倍頻晶體。

所述的激光諧振腔是由一個(gè)平面鏡和具有一定曲率半徑的平凹鏡構(gòu)成的半球形腔，在該激光諧振腔內(nèi)設(shè)有水冷控溫的Nd:LiLuF晶體和采用電光調(diào)Q方式的鈮酸鋰晶體。

所述的帶尾纖輸出的激光二極管由激光二極管和尾纖構(gòu)成，所述的泵浦光耦合系統(tǒng)由兩個(gè)焦距相同的凸透鏡組成。

所述的倍頻晶體為三硼酸鋰(LBO)晶體。

所述的帶尾纖輸出的激光二極管輸出的792nm連續(xù)激光通過泵浦光耦合系統(tǒng)進(jìn)入包含有Nd:LiLuF晶體和電光調(diào)Q晶體的激光諧振腔，獲得910nm的脈沖激光輸出，該910nm的脈沖激光通過倍頻晶體后產(chǎn)生455nm的脈沖激光輸出。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用Nd:LiLuF晶體作為激光晶體，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能穩(wěn)定，使用方便。

2、由于Nd:LiLuF晶體的負(fù)透鏡效應(yīng)，本發(fā)明的激光諧振腔由平面鏡和平凹鏡組成的半球形腔結(jié)構(gòu)，減小了由于熱透鏡效應(yīng)帶來的腔的不穩(wěn)定性，以保證獲得高穩(wěn)定性的激光輸出。

3、采用792nm的激光二極管直接泵浦，相比于808nm的激光二極管泵浦，Nd:LiLuF晶體的吸收效率更高，從而保證獲得高效率的激光輸出。

4、采用鈮酸鋰作為電光調(diào)Q晶體，半波電壓較低，且不易潮解，適合水下通信。

5、采用三硼酸鋰(LBO)晶體作為倍頻晶體，晶體接收角較大，倍頻效率高，工作穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于摻釹氟化镥鋰晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明基于摻釹氟化镥鋰晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明基于摻釹氟化镥鋰晶體的全固態(tài)455nm脈沖激光器，其構(gòu)成包括帶尾纖輸出的激光二極管1，沿該激光二極管1輸出激光的前進(jìn)方向依次設(shè)置泵浦光耦合系統(tǒng)2、包含有Nd:LiLuF晶體和電光調(diào)Q晶體的激光諧振腔3和倍頻晶體4

所述的激光諧振腔3是由一個(gè)平面鏡301和一定曲率半徑的平凹鏡302構(gòu)成的半球形腔，在所述的激光諧振腔3內(nèi)具有水冷控溫的Nd:LiLuF晶體303和采用電光調(diào)Q方式的鈮酸鋰晶體304。

所述的帶尾纖輸出的激光二極管1由激光二極管101和尾纖102構(gòu)成，所述的泵浦光耦合系統(tǒng)2由兩個(gè)焦距相同的凸透鏡組成。

所述的帶尾纖輸出的激光二極管1輸出的792nm連續(xù)激光通過泵浦光耦合系統(tǒng)2進(jìn)入包含有Nd:LiLuF晶體和電光調(diào)Q晶體的激光諧振腔3，獲得910nm的脈沖激光輸出，該910nm的脈沖激光通過倍頻晶體4后產(chǎn)生455nm的脈沖激光輸出。