[發(fā)明專利]一種1.5-1.6微米波段激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110270044.2
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN103001116A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雨金;黃藝東;林炎富;龔興紅;黃建華;羅遵度
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/08;H01S3/098
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體激光材料和器件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

以鉺離子(Er³⁺)為激活離子的固體激光器的1.5-1.6μm輸出波段處于光纖通信窗口和大氣傳輸窗口，而且該波段激光對人眼安全，因此被廣泛使用在醫(yī)學(xué)、軍事、精密測距、精密遙感測量和光通訊等國防和民用領(lǐng)域。

相對于玻璃材料而言，YAl₃(BO₃)₄和GdAl₃(BO₃)₄等晶體材料具有更高的有效聲子能量以及熱和機械性能。因此，目前雙摻Er³⁺和Yb³⁺的YAl₃(BO₃)₄和GdAl₃(BO₃)₄等晶體已經(jīng)被認為是一種可同時實現(xiàn)高輸出功率和高斜率效率的1.5-1.6μm波段激光增益介質(zhì)。然而，由于Er³⁺和Yb³⁺摻雜離子的半徑與基質(zhì)晶體中被取代Y³⁺或Gd³⁺離子的半徑差異較大，在晶體生長過程中會產(chǎn)生不同程度的晶格缺陷，降低晶體的光學(xué)質(zhì)量，從而影響1.5-1.6μm波段激光的輸出性能。YbAl₃(BO₃)₄硼酸鋁鐿晶體中敏化離子Yb³⁺是晶體本身化學(xué)計量比的一個成分，而不是以一種“摻雜”的形式存在于晶體中。同時，由于Er³⁺和Yb³⁺離子的半徑非常接近，因此在YbAl₃(BO₃)₄晶體中摻入Er³⁺離子，可以有效地減少晶體生長過程中產(chǎn)生的缺陷，提高晶體的光學(xué)質(zhì)量和輸出激光的性能。另外，YbAl₃(BO₃)₄晶體具有非常高的Yb³⁺離子濃度，在厚度為100微米左右的Er³⁺離子摻雜YbAl₃(BO₃)₄晶體中即可有效吸收976nm附近波長的入射泵浦光，實現(xiàn)1.5-1.6μm波段的微片激光運轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是采用Er³⁺離子摻雜的硼酸鋁鐿晶體作為增益介質(zhì)，通過控制晶體中Er³⁺離子的濃度，實現(xiàn)高效和高功率的1.5-1.6μm波段激光輸出。

本發(fā)明包括如下技術(shù)方案：

1.一種輸出1.5-1.6μm波段激光的固體激光器，是由紅外激光泵浦系統(tǒng)、激光腔和Er³⁺離子摻雜激光晶體組成。其特征在于：該激光器中的激光晶體為Er_xYb_(1-x)Al₃(BO₃)₄晶體，其中x＝0.1～5.0mol％；紅外激光泵浦系統(tǒng)可利用976nm附近波長的紅外激光；激光腔由輸入和輸出介質(zhì)膜組成；激光腔輸入介質(zhì)膜設(shè)計為在976nm波長附近透過率T≥70％，在1.5-1.6μm波段處透過率T≤1％；激光腔輸出介質(zhì)膜設(shè)計為在1.5-1.6μm波段處透過率0.5％≤T≤10％。

2.如項1所述的固體激光器，其特征在于：將其中一面或兩面激光腔介質(zhì)膜分別直接鍍在所述的激光晶體的一個或兩個相對端面上。

3.一種1.5-1.6μm波段固體脈沖激光器，其特征在于：在項1所述的激光器的激光晶體和激光腔輸出介質(zhì)膜之間插入1.5-1.6μm波段的調(diào)Q或鎖模元件，輸出1.5-1.6μm波段脈沖激光。

4.如項3所述的激光器，其特征在于：將所述的激光晶體的一個端面與所述的調(diào)Q或鎖模元件的一個端面粘貼，在激光晶體的另一個端面和調(diào)Q或鎖模元件的另一個端面分別鍍上如項1所述的激光腔輸入和輸出介質(zhì)膜。

5.如項4所述的激光器，其特征在于：將所述的激光晶體與所述的調(diào)Q或鎖模元件分開。

6.如項3，4或5所述的激光器，其特征在于：將所述的調(diào)Q和鎖模元件同時置于激光腔中。