[發明專利]Er:YAG扭轉模腔可調諧單縱模激光器

在審

• 申請號: 201410478615.5
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104201552A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 戴通宇;姚寶權;鞠有倫;鄧云;王月珠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01S3/101
• 分類號: H01S3/101;H01S3/105;H01S3/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊曉輝

技術領域

本發明涉及一種單縱模固體激光發射裝置。

背景技術

由于具有相干性好、線寬窄、頻率穩定等特點，單縱模激光器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。1.6μm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，因此1.6μm波段單縱模激光器在軍 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，以Er摻雜激光晶 體為工作介質，利用短腔法、F-P標準具法、非平面環型腔法實現單摻Er激光器的1.6μm 單縱模激光輸出，是獲得1.6μm單縱模激光的主要技術方案。其中，短腔法結構簡單、 結構穩定性好、最容易獲得單縱模輸出，但激光工作介質的長度較短，激光器的增益有限， 極大的限制了激光器的單縱模輸出功率，同時，其光束指向性較差，無法實現較大范圍的 波長調諧；非平面環形腔雖然可獲得穩定的高功率單縱模激光輸出，但是其結構設計復雜， 并且由于此種結構要求工作物質必須具有磁光效應特性，所以限制了非平面環形腔的應用 范圍；F-P標準具法結構相對簡單，并且具有一定的調諧范圍，但其輸出單縱模激光的穩 定性受F-P標準具影響極大，調試相對困難，從而導致其穩定性較差，另外，F-P標準具 單縱模激光器激光增益介質較短，這也在一定程度上限制了其單縱模激光輸出功率。

發明內容

本發明是為了適應對高功率可調諧單縱模激光器的需求，提出了一種Er:YAG扭轉模 腔可調諧單縱模激光器。

本發明所述的Er:YAG扭轉模腔可調諧單縱模激光器，它包括LD泵浦光發生器、激光 器輸入鏡、一號四分之一波片、Er:YAG晶體、二號四分之一波片、起偏元件、波長調諧元 件、激光器輸出鏡和泵浦光耦合系統；泵浦光耦合系統包括一號變換透鏡和二號變換透鏡；

所述激光器輸入鏡的表面均鍍有泵浦光高透且振蕩光高反的介質膜，一號變換透鏡和 二號變換透鏡的表面均鍍有泵浦光高透的介質膜，一號四分之一波片、二號四分之一波片 和Er:YAG晶體的兩個側面均鍍有泵浦光及振蕩光高透的介質膜；

LD泵浦光發生器發射的泵浦光經泵浦光耦合系統的一號變換透鏡入射至二號變換透 鏡，經泵浦光耦合系統進行耦合后的泵浦光入射至激光器輸入鏡，經激光器輸入鏡后的泵 浦光入射至一號四分之一波片，經一號四分之一波片后的泵浦光入射至Er:YAG晶體，經 Er:YAG晶體后的振蕩光入射至二號四分之一波片；

經二號四分之一波片后的振蕩光經起偏元件啟偏后變為線偏振光并經波長調諧元件后 入射至激光器輸出鏡；經過激光器輸出鏡后一部分線偏振光射出，

另一部分線偏振光經激光器輸出鏡反射至起偏元件，經起偏元件后的線偏振光經波長 調諧元件入射至二號四分之一波片，經二號四分之一波片后變為左旋或右旋圓偏振光，左 旋或右旋圓偏振光入射至Er:YAG晶體，經Er:YAG晶體后的左旋或右旋圓偏振光入射至一 號四分之一波片，經一號四分之一波片后的線偏振光入射至激光器輸入鏡，經激光器輸入 鏡反射后的線偏振光入射至一號四分之一波片，經一號四分之一波片后變為右旋或左旋圓 偏振光，當經一號四分之一波片后的左旋或右旋圓偏振光和經二號四分之一波片后的右旋 或左旋圓偏振光同時輸入至Er:YAG晶體時，使Er:YAG晶體中形成均勻的能量分布，從而 消除激光器空間燒孔效應的影響，獲得單縱模激光，單縱模激光經二號四分之一波片、起 偏元件后入射至波長調諧元件，單縱模激光經波長調諧元件進行波長調諧后獲得波長可調 的單縱模激光，可調的單縱模激光經激光器輸出鏡輸出。

本發明利用兩片四分之一波片，采用扭轉模技術消除Er:YAG激光器空間燒孔效應， 當一束左旋的圓偏振光與一束右旋圓偏振光在Er:YAG晶體內相遇時，他們之間存在著π/4 的相位差，使Er:YAG晶體中形成均勻的能量分布，從而消除激光器空間燒孔效應的影響， 最終實現Er:YAG激光器單縱模激光輸出。通過改變波長調諧元件的角度達到改變激光器 諧振腔損耗的目的，從而實現Er:YAG單縱模激光器的調諧。1.6μm連續單縱模激光從輸 出鏡處輸出。從而獲得可調諧的高功率單縱模激光，當LD泵浦功率為8W時，可獲得最 高功率為315mW。為精細光譜測量和激光雷達等應用領域提供了一種穩定和激光增益介 質長的激光。

附圖說明

圖1為本發明所述的Er:YAG扭轉模腔可調諧單縱模激光器的光路示意圖。

具體實施方式