[發明專利]鏑離子激活的焦硅酸鹽晶體及其可見波段固體激光器件

在審

• 申請號: 201610491229.9
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN107546566A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 黃建輝;黃藝東;陳雨金;黃建華;龔興紅;林炎富;羅遵度
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;C30B29/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及固體激光材料和器件領域。

背景技術

可見波段固體激光在顯示、軍事、生物醫學和水下通訊等方面有著重要的應用價值。Dy³⁺離子能級結構豐富，利用⁴F_9/2→⁶H_15/2和⁴F_9/2→⁶H_13/2躍遷能夠分別實現490nm波長附近藍色和580nm波長附近黃色的激光發射。目前實現Dy³⁺離子激活可見波段固體激光運轉的晶體種類還比較少，已公開報道的只有Dy³⁺:KGd(WO₄)₂、Dy³⁺:KY(WO₄)₂、Dy³⁺:YAG和Dy³⁺:Tb³⁺:LiLuF₄。焦硅酸鹽晶體屬于單斜晶系，具有低對稱晶體結構，有利于提高Dy³⁺離子相關能級間的輻射躍遷幾率，從而提高可見波段激光的運轉效率。此外，該類晶體物化性質穩定、硬度高、熱性能好，能夠承受高功率的激光泵浦，從而實現高功率的激光輸出。

發明內容

本發明目的在于提供一類鏑離子激活的焦硅酸鹽激光晶體，并采用此類晶體作為增益介質，獲得480～500nm波段藍色和570～595nm波段黃色固體激光輸出。

本發明包括如下技術方案：

1.一類鏑離子激活的焦硅酸鹽激光晶體，該類晶體的分子式為：(Dy_xRe_(1-x))₂Si₂O₇，其中x的取值范圍為0.01～0.1，Re為Y、Gd、Lu、Sc元素中某一元素或若干元素的組合。

2.一種570～595nm波段的固體激光器，由半導體激光泵浦系統、激光諧振腔和增益介質組成，其特征在于：采用如項1所述的晶體作為該激光器的增益介質；半導體激光泵浦系統包括波長在447nm附近的半導體激光以及放置在半導體激光和諧振腔之間的光學耦合器；激光諧振腔由輸入和輸出鏡組成；輸 入鏡設計為在447nm波長附近透過率T≥80％，在570～595nm波段透過率T≤0.5％；輸出鏡設計為在570～595nm波段透過率0.5％≤T≤10％。

3.如項2所述的固體激光器，其特征在于：將輸入和輸出鏡分別直接鍍在所述的增益介質的一個或兩個相對端面上。

4.一種480～500nm波段的固體激光器，由半導體激光泵浦系統、激光諧振腔和增益介質組成，其特征在于：采用如項1所述的晶體作為該激光器的增益介質；半導體激光泵浦系統包括波長在447nm附近的半導體激光以及放置在半導體激光和諧振腔之間的光學耦合器；激光諧振腔由輸入和輸出鏡組成；輸入鏡設計為在447nm波長附近透過率T≥80％，在480～500nm波段透過率T≤0.5％；輸出鏡設計為在480～500nm波段透過率0.5％≤T≤10％。

5.如項4所述的固體激光器，其特征在于：將輸入和輸出鏡分別直接鍍在所述的增益介質的一個或兩個相對端面上。

實施本發明技術方案具有的有益效果是：以(Dy_xRe_(1-x))₂Si₂O₇晶體為增益介質，能獲得高輸出功率和高效率的570～595nm和480～500nm波段固體激光。

具體實施方式

實例1：447nm半導體激光端面泵浦Dy³⁺:Lu₂Si₂O₇晶體實現573nm固體激光輸出。