[發明專利]基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器

在審

• 申請號: 201410471781.2
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104201554A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 戴通宇;姚寶權;鞠有倫;王月珠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115;H01S3/13
• 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

本發明屬于光學領域，尤其涉及一種主動調Q脈沖激光器。

背景技術

1.6μm脈沖激光位于人眼安全波段，處于大氣傳輸窗口，并且具有不同大氣條件下性能穩定的特點，目前已被廣泛的應用于激光通訊、遙感、測距等領域。目前，獲得1.6μm脈沖激光輸出的主要技術方案是以Er摻雜單晶材料為激光工作介質，采用主動調Q或被動調Q方式獲得高單脈沖能量、窄脈寬的1.6μm脈沖激光輸出。

相比于單晶激光材料，透明陶瓷激光材料不僅具有可與單晶激光材料相比擬的光學質量、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，已成為未來激光材料的一個發展方向與新的增長點，也為新型激光器的設計與制造提供了新的基礎。

采用被動調Q方式獲得脈沖激光輸出具有體積小、成本低、結構簡單、不需要外部驅動等優勢，被動調Q脈沖激光器已在眾多科研、工業領域得到應用。但被動調Q脈沖激光器受其工作原理的限制，其輸出激光脈沖重復頻率及單脈沖能量穩定性差，輸出激光脈寬相對較寬，從而在一定程度上限制了被動調Q激光器的應用范圍。

發明內容

本發明是為了解決現有被動調Q激光器輸出激光脈沖重復頻率及單脈沖能量穩定性差，輸出激光脈寬相對較寬的問題，現提供基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器。

基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器，它包括：激光器輸入鏡、Er:YAG陶瓷晶體、諧振腔鏡、聲光調Q器件和激光器輸出耦合透鏡；

激光器輸入鏡與激光器輸出耦合透鏡之間為L型的諧振腔，該諧振腔內設置有Er:YAG陶瓷晶體、諧振腔鏡和聲光調Q器件；

一束LD泵浦激光經過激光器輸入鏡入射至諧振腔內的Er:YAG陶瓷晶體的一端，另一束相同的LD泵浦激光經過諧振腔鏡入射至諧振腔內的Er:YAG陶瓷晶體的另一端，兩束LD泵浦激光激發Er:YAG陶瓷晶體產生一束激光，所述LD泵浦激光的LD泵浦功率為10W，

該束脈沖激光在諧振腔中的激光器輸入鏡和激光器輸出耦合透鏡之間震蕩，震蕩獲得的1.6μm脈沖激光經激光器輸出耦合透鏡透射輸出。

相對于被動調Q脈沖激光器，本發明所述的基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器，采用雙端泵浦結構，以聲光Q開關為調Q器件，將被動調Q方式改為主動，并以Er:YAG陶瓷材料為激光工作介質，獲得脈沖重復頻率和脈沖能量穩定的1.6μm窄脈寬脈沖激光，從而為獲得高穩定性1.6μm脈沖激光提供一種新的技術途徑。且本發明所述的基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器，在重復頻率100Hz、兩束泵浦激光功率之和為20W時，可獲得最高單脈沖能量為1mJ，激光脈沖寬度為48ns的脈沖1.6μm激光輸出。同時本發明整個激光器全部采用固態器件，結構小型化，適用于主動調Q脈沖激光器領域。

附圖說明

圖1為本發明所述的基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的基于Er:YAG陶瓷材料的1.6微米主動調Q脈沖激光器，它包括：激光器輸入鏡3、Er:YAG陶瓷晶體4、諧振腔鏡5、聲光調Q器件6和激光器輸出耦合透鏡7；

激光器輸入鏡3與激光器輸出耦合透鏡7之間為L型的諧振腔，該諧振腔內設置有Er:YAG陶瓷晶體4、諧振腔鏡5和聲光調Q器件6；

一束LD泵浦激光經過激光器輸入鏡3入射至諧振腔內的Er:YAG陶瓷晶體4的一端，另一束相同的LD泵浦激光經過諧振腔鏡5入射至諧振腔內的Er:YAG陶瓷晶體4的另一端，兩束LD泵浦激光激發Er:YAG陶瓷晶體4產生一束激光，所述LD泵浦激光LD泵浦功率為20W，

該束脈沖激光在諧振腔中的激光器輸入鏡3和激光器輸出耦合透鏡7之間震蕩，震蕩獲得的1.6μm脈沖激光經激光器輸出耦合透鏡7透射輸出。