[發明專利]一種588nm黃光泵浦的可調諧鈦寶石激光器

有效

• 申請號: 201110154953.X
• 申請日: 2011-06-10
• 公開（公告）號: CN102244345A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: 丁欣;盛泉;李斌;李雪;殷蘇嘉;史春鵬;姚建銓;溫午麒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及激光技術領域中的激光器，特別涉及一種588nm黃光泵浦的可調諧鈦寶石激光器。

背景技術

鈦寶石激光由于其極寬的可調諧波段(600-1100nm)和優異的晶體性能，成為全固態可調諧激光的重要增益晶體。其寬泛的可調諧波長帶來的不利之處是上能級壽命很短，室溫下約為3.2μs左右，而且上能級壽命會隨晶體的溫度升高而明顯變短，這給激光器的運轉帶來很大的不利，尤其在高功率泵浦情況下，其熱效應會使上能級壽命變得更短并容易導致溫度猝滅。鈦寶石晶體的吸收帶為400-630nm，吸收峰在490nm附近，傳統的鈦寶石泵浦源通常采用氬離子激光器(488或514nm)、銅蒸汽激光器(510.6nm)以及全固態倍頻Nd:YAG激光器(532nm)。這些波段的泵浦光相對于鈦寶石的發射譜具有較大的量子虧損，例如：采用其中心吸收峰附近的488nm氬離子激光抽運，相對其800nm的發射中心波長，之間的能量差高達7992cm^-1，量子虧損率為39％；如目前常用的532nm全固態綠光泵浦，量子虧損率也高達33.5％，因此發熱嚴重，一般需要對鈦寶石晶體進行強力的冷卻，使整個激光系統變得龐雜。例如：在文獻“1-kHz?highefficiency?Ti：sapphire?laser?amplifier，Chinese?Optics?Letters，2007，Vol?5，163-165”中為了降低鈦寶石晶體的熱效應，實驗中將鈦寶石溫度冷卻到142K，而在文章“0.2-TW?laser?system?at?1kHz，Optics?Letters，1997，Vol?22(16)，1256-1258”中為了提高高功率鈦寶石激光器的性能，將鈦寶石晶體置于液氮中冷卻，可見鈦寶石激光器對冷卻條件要求很苛刻。但一味的被動的制冷不利于鈦寶石激光器的小型化和實用化，無法從根本上解決問題，不能解決實際應用中的需要。

發明內容

為了從根本上解決鈦寶石激光器對冷卻條件要求苛刻的問題，滿足實際應用中的需要，本發明提供了一種588nm黃光泵浦的可調諧鈦寶石激光器，盡量降低鈦寶石激光器自身產生的熱量，詳見下文描述：

一種588nm黃光泵浦的可調諧鈦寶石激光器，所述鈦寶石激光器包括：808nm或880nm激光二極管泵浦源、傳能光纖、耦合透鏡組、諧振腔反射鏡、Nd:YVO₄晶體、諧波片、黃光倍頻晶體、黃光輸出鏡、耦合聚焦鏡、鈦寶石激光全反鏡、色散元件、鈦寶石晶體和鈦寶石激光輸出鏡，

其中，所述諧振腔反射鏡為平面鏡，鍍有1064nm和1176nm高反膜，808nm或880nm增透膜；所述Nd:YVO₄晶體雙面鍍808nm、1064nm和1176nm增透膜；所述諧波片鍍有1064nm和1176nm高透膜以及588nm高反膜；所述黃光倍頻晶體雙面鍍有1064nm、1176nm以及588nm的增透膜；所述黃光輸出鏡鍍有1064nm和1176nm高反膜以及588nm增透膜；所述耦合聚焦鏡鍍有588nm增透膜；所述鈦寶石激光全反鏡為平平鏡，鍍有750-850nm高反膜；所述鈦寶石激光輸出鏡為平平鏡，鍍有750nm-850nm透過率15％的膜系，

所述808nm或880nm激光二極管泵浦源發出所述Nd:YVO₄晶體吸收帶內的泵浦光；通過所述傳能光纖和所述耦合透鏡組將所述泵浦光聚焦于所述Nd:YVO₄晶體內部，所述Nd:YVO₄晶體產生粒子數反轉，在所述諧振腔反射鏡和所述黃光輸出鏡構成的諧振腔作用下產生波長為1064nm激光；所述1064nm激光經過所述Nd:YVO₄晶體時發生受激喇曼散射，當所述1064nm激光的強度超過喇曼閾值后產生波長為1176nm的一階斯托克斯光在所述諧振腔內振蕩；在所述黃光倍頻晶體作用下產生588nm黃光，在所述諧波片的反射作用下，所述588nm黃光經所述黃光輸出鏡輸出后作為鈦寶石激光的泵浦源；所述588nm黃光通過所述耦合聚焦鏡聚焦于所述鈦寶石晶體內，對所述鈦寶石晶體進行抽運，所述鈦寶石晶體發生粒子數反轉，產生自發輻射光子，并在所述鈦寶石激光全反鏡和所述鈦寶石激光輸出鏡構成的鈦寶石激光諧振腔的作用下，形成鈦寶石激光振蕩，所述鈦寶石激光在所述色散元件的色散作用下線寬被壓窄，通過調整所述鈦寶石激光全反鏡水平方向的角度實現波長的可調諧輸出。

所述鈦寶石激光器還包括：聲光Q開關，