[發(fā)明專利]一種SESAM被動鎖模激光器

有效

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• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103825181A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李港;潘云龍;陳檬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H01S3/081
• 分類號: H01S3/081;H01S3/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種SESAM被動鎖模激光器，屬于激光鎖模技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

皮秒激光技術(shù)是物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、光電子學(xué)，以及激光光譜學(xué)等學(xué)科對微觀世界進行研究和揭示新的超快過程的重要手段。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，皮秒激光可用于矯正視力、檢測和準(zhǔn)確切除癌癥、腦外科手術(shù)、治療動脈瘤、心臟手術(shù)、美容、治療燒傷。

在生產(chǎn)制造行業(yè)，皮秒激光能夠有效地幫助大規(guī)模且低成本制造復(fù)合材料，可以對金屬和其它產(chǎn)業(yè)材料進行高質(zhì)量微加工，激光微細加工應(yīng)用的需求，促使脈沖與光電子弛豫時間、躍遷時間相似并短至足夠冷融的皮秒激光具有巨大的發(fā)展前景。

在激光測距領(lǐng)域，皮秒激光測距具有高的峰值發(fā)射功率，從而具有超遠的測程，測量精度高，可以在無合作目標(biāo)條件下工作等優(yōu)點。

如上所述，要獲得應(yīng)用如此廣泛的皮秒激光，一般通過鎖模技術(shù)來實現(xiàn)。人們在追求結(jié)構(gòu)簡單的同時得到可靠又穩(wěn)定的鎖模脈沖輸出，研究焦點集中在主動鎖模技術(shù)和被動鎖模技術(shù)上。與主動鎖模激光器相比，SESAM被動鎖模激光器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、穩(wěn)定可靠和光束質(zhì)量好等特點。

SESAM即半導(dǎo)體飽和吸收鏡，是一種將半導(dǎo)體可飽和吸收材料和反射鏡結(jié)合在一起的光學(xué)器件。SESAM鎖模比主動鎖模獲得的脈寬窄，能得到幾個皮秒甚至更窄的脈寬。同樣與用于被動鎖模的可飽和吸收染料比，SESAM不像染料那樣需要頻繁更換，很大程度上降低了激光器的成本，同時也加強了激光器的可操作性。通過SESAM被動鎖模獲得的超短脈沖激光，在光纖通訊、醫(yī)學(xué)、超精細微加工、高密度信息存儲和記錄、時間分辨光譜和非線性光學(xué)具有很大應(yīng)用價值和發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種SESAM被動鎖模激光器，利用皮秒激光技術(shù)，要實現(xiàn)鎖模就必須要使得入射到SESAM飽和吸收鏡上的能流密度足夠高，超過SESAM飽和吸收鏡的鎖模閾值，同時在此過程中保證振蕩光與諧振腔嚴(yán)格共軸，否則會由于增益空間和激光振蕩空間的不重合而使激光器的閾值升高甚至不能出光，保證泵浦光與振蕩光滿足模式匹配，并使得激光晶體與SESAM可飽和吸收鏡上的光斑大小合適，滿足這些條件就可以實現(xiàn)鎖模。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種SESAM被動鎖模激光器，該激光器包括單管半導(dǎo)體激光器、自聚焦透鏡、激光晶體、平凹反射鏡a、平凹反射鏡b、平面反射鏡、輸出鏡、SESAM飽和吸收鏡。

鎖模激光器的自聚焦透鏡置于單管半導(dǎo)體激光器和激光晶體之間；該鎖模激光器的諧振腔呈雙Z形布置；激光晶體一側(cè)與自聚焦透鏡連接；平凹反射鏡a4置于激光晶體另一側(cè)，所述光路經(jīng)激光晶體的中心后射入平凹反射鏡a入射前的焦點處；平面反射鏡置于光路經(jīng)平凹反射鏡a反射后的焦點處，光路由激光晶體水平射入平凹反射鏡a，平凹反射鏡a的入射光與反射光之間的夾角范圍為0～10°；所述光路經(jīng)激光晶體、平凹反射鏡a、平面反射鏡后，呈正Z形結(jié)構(gòu)；與激光晶體、平凹反射鏡a、平面反射鏡組成的正Z形結(jié)構(gòu)相對稱，輸出鏡、平凹反射鏡b、SESAM飽和吸收鏡組成反Z形結(jié)構(gòu)；其中，所述平面反射鏡、輸出鏡呈水平布置，輸出鏡置于光路經(jīng)平面反射鏡反射的水平線上，平面反射鏡位于平凹反射鏡b入射前焦點處，SESAM飽和吸收鏡位于平凹反射鏡b反射后焦點處，平凹反射鏡b的入射光與反射光之間的夾角范圍為0～10°，經(jīng)平凹反射鏡b的折射光水平入射到SESAM飽和吸收鏡鏡面上；所述正Z形結(jié)構(gòu)、反Z形結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成諧振腔的雙Z形對稱布置結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。

1、諧振腔采用Z字型對稱放置，諧振腔的光學(xué)器件是相互獨立的，光學(xué)器件放置緊湊，使得激光器結(jié)構(gòu)簡單體積小。

2、諧振腔選用SESAM作為鎖模元器件，SESAM是半導(dǎo)體可飽和吸收體與反射鏡相結(jié)合，器件相當(dāng)簡單，具有自啟動、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，使得諧振腔更加簡單、緊湊，并能得到穩(wěn)定的鎖模脈沖。

附圖說明

圖1為SESAM被動鎖模激光器諧振腔光路示意圖。

圖中：1、單管半導(dǎo)體激光器，2、自聚焦透鏡，3、激光晶體，4、平凹反射鏡a，5、平凹反射鏡b，6、平面反射鏡，7、輸出鏡，8、SESAM飽和吸收鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，一種SESAM被動鎖模激光器，該激光器包括單管半導(dǎo)體激光器1、自聚焦透鏡2、激光晶體3、平凹反射鏡a4、平凹反射鏡b5、平面反射鏡6、輸出鏡7、SESAM飽和吸收鏡8。