[發明專利]線偏振可調諧2微米陶瓷單縱模激光發射器

無效

• 申請號: 201410293142.1
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104022432A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 戴通宇;鞠有倫;姚寶權;劉偉;王月珍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/06;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

本發明涉及線偏振可調諧2微米陶瓷單縱模激光發射器，屬于激光技術領域。

背景技術

單縱模激光器由于具有相干性好、線寬窄、頻率穩定等特點，而廣泛的應用于光學頻標、精細光譜測量、相干通信、激光雷達等領域。由于2μm波段激光處于人眼安全波段和大氣的弱吸收帶，因此2μm波段的單縱模激光器在軍事、醫療、科學研究等諸多領域顯示出越來越廣泛的應用前景。

目前，獲得2μm單縱模激光輸出的主要技術方案是以Tm/Ho摻雜單晶材料為激光工作介質，利用激光器諧振腔中不同縱模，損耗相同，但小信號增益系數不同的特點，采用短腔法、F-P標準具法、單向環形腔法、耦合腔法等方案實現2μm單縱模激光輸出。Tm/Ho摻雜單晶材料生長周期長、摻雜濃度低，因而限制了2μm單縱模激光裝置的效率。相比于單晶激光材料，陶瓷激光材料不僅具有與單晶相比擬的光學質量、物理化學性能和激光特性，同時還具有光學均勻性好、激光上能級壽命長、可摻雜濃度高、形狀容易控制、可制備大尺寸塊體等特點，能夠有效的克服單晶激光材料的缺點。在獲得2μm單縱模激光的技術方案中，短腔法結構簡單、穩定性好、容易獲得單縱模輸出，但激光介質長度較短、增益有限，限制了激光器單縱模輸出功率，并且無法實現較大范圍的波長調諧；可獲得調諧波長輸出是耦合腔法的特點，但其單縱模輸出功率偏低、機械容限極小，穩定性差；非平面環形腔能夠獲得高功率單縱模激光輸出，但是其結構設計復雜；F-P標準具法結構設計相對簡單，在獲得較高功率單縱模激光輸出的同時可保證波長的調諧范圍，但當激光介質增益譜線較寬時，需要通過在諧振腔內插入多片F-P標準具實現激光單縱模輸出，這將導致單縱模激光器輸出功率和效率的降低。體布拉格光柵VBG是一種已被廣泛應用的波長控制元件，以VBG替代激光器的一個腔鏡可大大減少激光器輸出激光波長，從而減少插入諧振腔內的F-P標準具數量，進而使單縱模激光器輸出功率和效率得到提升。

發明內容

本發明目的是為了解決現有單縱模激光器的輸出功率和效率低的問題，提供了一種線偏振可調諧2微米陶瓷單縱模激光發射器。

本發明所述線偏振可調諧2微米陶瓷單縱模激光發射器，它包括第一激光器耦合透鏡、第二激光器耦合透鏡、體光柵、Tm:YAG陶瓷晶體、起偏器、第一法布里珀羅標準具、第二法布里珀羅標準具和輸出耦合器，

LD泵浦光透過第一激光器耦合透鏡、第二激光器耦合透鏡和體光柵后，入射到Tm:YAG陶瓷晶體，經Tm:YAG陶瓷晶體透射的光入射至起偏器，起偏器輸出的線偏振光經第一法布里珀羅標準具透射后輸出單縱模激光，該單縱模激光再經第二法布里珀羅標準具進行角度調整后入射至輸出耦合器，經輸出耦合器輸出2μm線偏振、可調諧、連續單縱模激光。

所述LD泵浦光的激光波長為785nm。

體光柵的入射光表面側鍍LD泵浦光高透且振蕩光高反的介質膜。

所述輸出耦合器的入射光表面側鍍LD泵浦光高透且振蕩光部分透射的介質膜；輸出耦合器為平凹透鏡，曲率半徑為100mm，透過率為2％。

第一激光器耦合透鏡和第二激光器耦合透鏡的入射光表面側鍍LD泵浦光高透的介質膜。

Tm:YAG陶瓷晶體的入射光與出射光表面均鍍LD泵浦光高透且振蕩光高透的介質膜。

調整體光柵和第一法布里珀羅標準具的角度，使輸出耦合器輸出激光為單縱模；調整第二法布里珀羅標準具的角度，使輸出耦合器輸出激光為可調諧。

Tm:YAG陶瓷晶體的摻雜濃度為4％。

本發明的優點：本發明選用Tm:YAG陶瓷晶體作為激光工作介質，以體光柵VBG作為激光發射器的一個腔鏡，通過在激光器諧振腔內插入法布里珀羅標準具實現2μm連續單縱模激光輸出，從而提高2μm單縱模激光發射器的輸出功率和效率。能夠為精細光譜測量、激光雷達提供適合的光源。

本發明利用體布拉格光柵VBG可以實現波長選擇的特點，將VBG應用于Tm:YAG陶瓷激光器，通過VBG和F-P標準具的共同作用限制Tm:YAG陶瓷激光器輸出激光模式，并實現單縱模Tm:YAG陶瓷激光器的線偏振調諧激光輸出，最終獲得高功率、高效率2微米連續單縱模激光。

本發明所述激光發射器可做到全固態和小型化，實現單縱模、線偏振、可調諧的連續2微米激光輸出。

附圖說明

圖1是本發明所述線偏振可調諧2微米陶瓷單縱模激光發射器的原理示意圖。

具體實施方式