[發明專利]一種基于Yb:GSO 激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器

有效

• 申請號: 201410246658.0
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN103986055B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 魏志義;田文龍;朱江峰;王軍利;彭英楠;魏龍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/098;H01S3/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，該基基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器包括：泵浦源、色散補償鏡、第一凹面鏡、Yb:GSO晶體、第二凹面鏡、第三凹面鏡、半導體可飽和吸收鏡、輸出鏡；

泵浦源，用于輸出976nm激光，泵浦Yb:GSO晶體以實現粒子數反轉,并通過一個1:0.8的耦合系統聚焦在Yb:GSO晶體上；

Yb:GSO晶體，作為激光增益介質，用于提供激光諧振腔腔內的增益，晶體置于距離1:0.8的耦合系統前50mm；

色散補償鏡，用于補償腔內正常色散，距離第二個凹面鏡237mm；

第一凹面鏡，第二凹面鏡、第三凹面鏡，用于提高激光諧振腔腔內晶體與SESAM位置的功率密度，第一個凹面鏡距離晶體36mm，第二個凹面鏡距離晶體40mm，第三個凹面鏡距離第一個凹面鏡310mm；

半導體可飽和吸收鏡，用于啟動并維持被動鎖模運轉距離第三個凹面鏡150mm；

輸出鏡，用于輸出飛秒脈沖，距離色散補償鏡230mm。

2.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，輸出鏡輸出的飛秒脈沖的脈沖寬度為72fs，最大平均功率為82mW，重復頻率為113.29MHz，中心波長為1050nm，光譜半高寬為17.8nm。

3.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，泵浦源為光纖耦合輸出的LD半導體激光器，輸出波長為976nm，LD的光纖芯徑為100um，數值孔徑為0.22。

4.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，第一凹明鏡和第二凹面鏡的曲率半徑為75mm，第二凹面鏡安裝在可調節的光學平移臺上。

5.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，Yb:GSO晶體被置于水冷銅塊上，水冷銅塊的表面溫度維持在10攝氏度。

6.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，Yb:GSO晶體的尺寸為3mm?x3mm?x3mm，摻雜濃度為5at.％，垂直于泵浦光放置。

7.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，第一凹面鏡面向泵浦源的一面鍍有對970-980nm增透的介質膜，另一面同時鍍有對970-980nm增透的介質膜和對1020-1100nm高反的介質膜；

第二凹面鏡朝向諧振腔內的一面鍍有對1020-1100nm高反的介質膜；

第三凹面鏡的曲率半徑為300mm；

第三凹面鏡朝向諧振腔內的一面鍍有對1020-1100nm高反的介質膜。

8.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，半導體可飽和吸收鏡調制深度為0.4％，飽和通量為90J/cm2，弛豫時間小于500fs，中心波長為1064nm。

9.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，色散補償鏡提供的反常色散值為-800fs²；輸出鏡朝向諧振腔內的一面鍍有對1020-1100nm透過率為0.4％的介質膜，另一面鍍有對1020-1100nm增透的介質膜。

10.如權利要求1所述的基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器，其特征在于，該基于Yb:GSO激光晶體的亞百飛秒鎖模激光器的光路為：從泵浦源發出的976nm泵浦激光經過第一凹面鏡后入射到Yb:GSO晶體上，振蕩產生的1.05um增益激光入射到第二凹面鏡，并被第二凹面鏡和第三凹面鏡依次反射，入射到半導體可飽和吸收鏡上，半導體可飽和吸收鏡將激光原路返回，到達第一凹面鏡，并被第一凹面鏡和色散補償鏡依次反射，最終入射到輸出鏡，透過輸出鏡后輸出脈沖寬度為72fs的高光束質量的鎖模激光脈沖。