[發明專利]基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器

有效

• 申請號: 201610243537.X
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105720469B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王超;金光勇;陳薪羽;于永吉;吳春婷;董淵;李述濤;王宇恒;李洋
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/081;H01S3/0941
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 于曉慶

1.基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，包括：全反鏡一(1)、1/4波片(2)、激光增益介質(3)、偏振片(4)、全反鏡二(5)、輸出鏡(6)和泵浦源(7)，全反鏡一(1)、1/4波片(2)、激光增益介質(3)、偏振片(4)和輸出鏡(6)依次排列，通過偏振片(4)的作用形成一條支路，全反鏡二(5)位于此支路中，所述全反鏡一(1)、1/4波片(2)、激光增益介質(3)、偏振片(4)和輸出鏡(6)組成激光器諧振腔；

所述泵浦源(7)發出的泵浦光照射至激光增益介質(3)，當激光增益介質(3)的增益達到激光器諧振腔泵浦閾值時，諧振腔內激光開始振蕩，由于諧振腔內偏振片(4)的作用，通過偏振片(4)靠近輸出鏡(6)端的偏振方向為水平P偏振，水平P偏振光依次經偏振片(4)高透、激光增益介質(3)放大、1/4波片(2)作用后變成圓偏振光，依次經全反鏡一(1)反射、1/4波片(2)作用后變成垂直S偏振光，依次經激光增益介質(3)放大、偏振片(4)高反射作用后入射至激光器諧振腔外的全反鏡二(5)，經全反鏡二(5)反射回激光器諧振腔內，垂直S偏振光經偏振片(4)高反射作用后入射至激光增益介質(3)、1/4波片(2)、全反鏡一(1)組成的支路中；

垂直S偏振光依次經激光增益介質(3)放大、1/4波片(2)作用后變成圓偏振光，依次經全反鏡一(1)反射、1/4波片(2)作用后變成水平P偏振光，依次經激光增益介質(3)放大、偏振片(4)高透過作用后入射至輸出鏡(6)，經輸出鏡(6)反射再次進入偏振片(4)，按照上述過程完成一次完整振蕩，最終通過輸出鏡(6)輸出激光；

在一次完整的振蕩時間內，振蕩光在偏振片(4)與輸出鏡(6)之間往返兩次，在偏振片(4)、激光增益介質(3)、1/4波片(2)和全反鏡一(1)之間往返四次，此時4gl＞L-lnR，式中：g為激光增益介質(3)的增益，l為激光增益介質(3)的長度，L為激光器固有損耗，R為輸出鏡(6)的反射率，激光實現振蕩輸出；當激光器諧振腔損耗不變時，此時激光增益只需要原來激光增益的一半，激光器諧振腔泵浦閾值降低為原來的一半，達到改善低功率泵浦激光轉化效率的目的。

2.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述全反鏡一(1)和全反鏡二(5)表面均鍍有1064nm激光輸出波長完全反射膜或946nm激光輸出波長完全反射膜。

3.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，將1/4波片(2)替換為45度法拉第旋轉器，所述1/4波片(2)和45度法拉第旋轉器均用于激光往返通過時將線偏光偏振方向90度旋轉。

4.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述激光增益介質(3)采用Nd:YAG晶體。

5.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述偏振片(4)的作用是對水平P偏振光高透、對垂直S偏振光高反，采用格蘭棱鏡、布儒斯特片和PBS偏振分光棱鏡。

6.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述輸出鏡(6)表面鍍有1064nm部分反射膜。

7.根據權利要求1所述的基于光偏振扭轉提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述泵浦源(7)采用閃光燈或半導體側面泵浦。