[發明專利]一種脈沖運轉的單縱模Ho:YAP固體激光發生器

無效

• 申請號: 201310478481.2
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103474872A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 戴通宇;姚寶權;段小明;鞠有倫;王月珠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11;H01S3/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及一種單縱模HoYAP固體激光發生器。

背景技術

差分吸收激光雷達和相干多普勒測風雷達是實時測量氣體成分和大氣風場的有力工具，憑借較高的大氣傳輸透過率，2μm種子注入單頻脈沖固體激光器是上述激光雷達的高性能激光發射源。根據大氣透過率譜，相同功率下波長越長的2μm激光的傳輸距離越遠，越有利于增大激光雷達的測量距離。激光二極管laser?diode,LD直接泵浦的2μm固體激光裝置具有結構緊湊、性能穩定及易于維護等的優點，非常適合于實際應用。LD泵浦的Tm/Ho摻雜材料是實現2μm輸出的有效途徑，主要有：(1)800nm左右LD泵浦單摻Tm材料；(2)1.9μm左右LD泵浦單摻Ho材料；(3)800nm左右LD泵浦Tm,Ho雙摻材料。方法(1)由于其增益峰集中在1.9μm左右，難以實現大氣透過率更高的2.1μm波長激光；方法(2)可以實現2.1μm波長激光輸出，但是目前的1.9μm左右LD制作工藝不成熟，導致整個裝置轉換效率低、廢熱量大；方法(3)通常要使用低溫制冷設備才能有效運轉，不方便實際應用。

運用種子光注入鎖定技術，能夠實現激光雷達系統所需要的單頻脈沖2μm激光輸出。注入鎖定技術要求注入的種子光為線偏振激光。然而，常見的技術成熟的YAG基質是各向同性材料，不能直接產生線偏振激光，因此YAG類激光裝置的諧振腔內通常要插入起偏元件，這帶來了額外的插入損耗，并增加了激光裝置結構的復雜性。相比之下，YAP基質是各向異性材料，能夠直接產生線偏振激光，避免了腔內起偏元件帶來的插入損耗，適合作為注入鎖定技術的種子光源。

發明內容

本發明是為了解決現有激光發生器無法輸出雷達系統所需要的單頻脈沖2.12μm激光的問題，本發明提供了一種脈沖運轉的單縱模Ho:YAP固體激光發生器。

一種脈沖運轉的單縱模Ho:YAP固體激光發生器，它包括激光二極管和光纖激光器，它還包括Tm,Ho:YAP種子激光器、耦合系統、Ho:YAP脈沖激光器和注入鎖頻伺服系統，

所述的Tm,Ho:YAP種子激光器包括第一全反鏡、Tm,Ho:YAP晶體、第一波長調諧元件、第二波長調諧元件和輸出耦合鏡；

所述的耦合系統包括第一變換透鏡、二分之一波片、光學隔離元件、第一全反鏡、第二全反鏡和第二變換透鏡；

所述的Ho:YAP脈沖激光器包括2μm輸出耦合鏡、第一2μm全反鏡、Ho:YAP晶體、第一2μm全反鏡、第二2μm全反鏡和聲光調Q晶體；

所述的注入鎖頻伺服系統包括壓電陶瓷、紅外探測器和電學伺服系統；

激光二極管發出的LD泵浦光依次經過Tm,Ho:YAP種子激光器中的第一全反鏡、Tm,Ho:YAP晶體、第一波長調諧元件、第二波長調諧元件和輸出耦合鏡透射出Tm,Ho:YAP種子激光器；

Tm,Ho:YAP種子激光器輸出的種子光通過耦合系統入射至Ho:YAP脈沖激光器中的2μm輸出耦合鏡上，

2μm輸出耦合鏡將接收到的種子光透射至第一2μm全反鏡上，經第一2μm全反鏡反射的種子光入射至Ho:YAP晶體的上，Ho:YAP晶體將種子光透射至第一2μm全反鏡上，第一2μm全反鏡將種子光反射至第二2μm全反鏡上，第二2μm全反鏡將該種子光分束獲得透射光和反射光，該反射光依次經聲光調Q晶體和2μm輸出耦合鏡透射輸出，所述的經2μm輸出耦合鏡透射輸出的光作為脈沖運轉的單縱模HoYAP固體激光發生器的輸出光，

光纖激光器發出的泵浦光透過第一2μm全反鏡入射至Ho:YAP晶體上，Ho:YAP晶體將該泵浦光透射至第一2μm全反鏡上，第一2μm全反鏡將接收到的泵浦光透射，

所述的第二2μm全反鏡固定在壓電陶瓷的一面，所述的壓電陶瓷的電壓信號輸入端與電學伺服系統的電壓信號輸出端連接，所述的電學伺服系統的電信號輸入端與紅外探測器的電信號輸出端連接，所述的電學伺服系統的控制信號輸出端與聲光調Q晶體的控制信號輸入端連接，所述的紅外探測器用于探測第二2μm全反鏡的透射光的諧振強度并轉換為電信號。

本發明所述的Tm,Ho:YAP種子激光器之后連接耦合系統，耦合系統之后連接Ho:YAP脈沖激光器，注入鎖頻伺服系統控制Ho:YAP脈沖激光器輸出單頻激光。