[實(shí)用新型]一種被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520640941.1
• 申請(qǐng)日: 2015-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN204885812U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/11
• 分類號(hào): H01S3/11;H01S3/109
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 楊樹云

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

被動(dòng)調(diào)Q是獲得大能量、窄脈寬、高峰值功率激光脈沖的重要技術(shù)。LD泵浦的被動(dòng)調(diào)Q綠光激光器在非線性光學(xué)、顯微手術(shù)、污染檢測(cè)和離子光譜學(xué)方面有著重要應(yīng)用。目前，人們獲得該類光源的普遍做法是先用激光晶體產(chǎn)生近紅外固體激光(如1064nm)，再用可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)被動(dòng)調(diào)Q脈沖激光運(yùn)轉(zhuǎn)，然后用非線性光學(xué)晶體以腔內(nèi)倍頻、腔外倍頻或者復(fù)合腔倍頻的方式實(shí)現(xiàn)脈沖綠光輸出。這種激光器涉及的光學(xué)元件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。如果能將激光發(fā)射與非線性倍頻兩種光功能合二為一，則可使生產(chǎn)成本大大降低，同時(shí)有利于激光器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化和體積的減小，這種材料人們稱為自倍頻晶體。到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)的自倍頻晶體有Nd:MgO:LiNbO₃、Nd:YCOB、Nd:GdCOB、NYAB等，雖然在連續(xù)自倍頻輸出方面這些材料都取得了不錯(cuò)的結(jié)果，但對(duì)于高峰值功率的脈沖自倍頻輸出，這些晶體都存在不同的顯著缺陷，如Nd:MgO:LiNbO₃的抗光傷閾值較低且具有光折變效應(yīng)，Nd:YCOB和Nd:GdCOB的激光受激發(fā)射截面較小，無法實(shí)現(xiàn)被動(dòng)調(diào)Q輸出，而NYAB中包含YAB[YAl(BO₃)₄]和NAB[NdAl(BO₃)₄]的兩種晶格結(jié)構(gòu)，光學(xué)均勻性差，難以獲得高光學(xué)質(zhì)量的NYAB。因此，至今人們?nèi)晕窗l(fā)現(xiàn)真正具有實(shí)用價(jià)值的脈沖自倍頻材料，特別是針對(duì)半導(dǎo)體激光泵浦的情況。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器。

術(shù)語解釋：

1.LD，半導(dǎo)體激光器的簡(jiǎn)稱；

2.Nd:CNGS，摻釹硅酸鎵鈮鈣的簡(jiǎn)稱；

3.Nd:CTGS，摻釹硅酸鎵鉭鈣的簡(jiǎn)稱；

4.Cr:YAG，摻鉻釔鋁石榴石的簡(jiǎn)稱。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器，包括從左到右依次沿光路安放的半導(dǎo)體激光泵浦源、諧振腔入射鏡、可飽和吸收片、自倍頻激光晶體及諧振腔輸出鏡，所述自倍頻激光晶體為Nd:CNGS晶體或Nd:CTGS晶體，所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體的通光方向長(zhǎng)度為(0.1-100)mm，所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體的切割方向均為沿1064nm倍頻相位匹配方向，所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體的釹離子摻雜濃度為(0.1–30)at.％。

此處設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)在于，本實(shí)用新型采用提拉法生長(zhǎng)的Nd:CNGS晶體或Nd:CTGS晶體作為自倍頻激光晶體，這兩種晶體具有生長(zhǎng)速度快、光學(xué)質(zhì)量好、尺寸大、抗光損傷閾值高等優(yōu)點(diǎn)，并且，這兩種晶體同時(shí)具有激光發(fā)射和非線性光學(xué)效應(yīng)，受激發(fā)射截面適中，位于Nd:YCOB和NYAB之間，既能為被動(dòng)調(diào)Q提供足夠強(qiáng)的激光發(fā)射，又保持了極佳的能量存儲(chǔ)能力，其熒光壽命高達(dá)256微秒，有利于獲得高能量、高峰值功率的脈沖自倍頻激光輸出，綜合性能十分優(yōu)異。這兩種晶體的脈沖自倍頻激光LD泵浦的被動(dòng)調(diào)Q性能(脈沖能量、峰值功率)優(yōu)于以前發(fā)現(xiàn)的所有自倍頻晶體；另外，本實(shí)用新型采用一塊自倍頻激光晶體替代激光晶體和非線性晶體兩塊晶體，由其制成的激光器體積更小，結(jié)構(gòu)更加緊湊，生產(chǎn)成本大大降低，同時(shí)也簡(jiǎn)化了加工和裝配環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型所述被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器的工作過程為：半導(dǎo)體激光泵浦源發(fā)射泵浦激光，泵浦激光依次通過所述諧振腔入射鏡、所述可飽和吸收體，進(jìn)入所述自倍頻激光晶體，即所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體，自倍頻晶體產(chǎn)生1064nm的近紅外激光，在可飽和吸收片的作用下實(shí)現(xiàn)被動(dòng)調(diào)Q(即由連續(xù)波轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖波)，再經(jīng)自倍頻晶體的非線性倍頻產(chǎn)生532nm的脈沖綠光，由諧振腔輸出鏡一端輸出腔外。

根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述被動(dòng)調(diào)Q的脈沖式自倍頻綠光激光器還包括聚焦系統(tǒng)，所述聚焦系統(tǒng)安放在所述半導(dǎo)體激光泵浦源及所述諧振腔入射鏡之間，所述自倍頻激光晶體安放在所述聚焦系統(tǒng)的焦距上。

此處設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于，提高了泵浦激光與諧振腔激光的模式匹配度。

根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體的通光方向長(zhǎng)度為(5-20)mm；所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體均為長(zhǎng)方體或柱狀；所述Nd:CNGS晶體或所述Nd:CTGS晶體的釹離子摻雜濃度為(0.1–2)at.％。