[發明專利]基于氧化鎵晶體的飛秒綠光激光器

在審

• 申請號: 201910362604.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110098553A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 陳政委;劉文軍;張曉
• 申請（專利權）人: 北京鎵族科技有限公司
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/11
• 代理公司: 北京清誠知識產權代理有限公司 11691
• 代理人: 喬東峰

本發明公開了一種飛秒綠光激光器，包括：泵浦源，用于輸出泵浦激光；克爾透鏡鎖模系統，用于對泵浦激光進行鎖模后輸出鎖模激光，克爾透鏡鎖模系統的輸出光路中還包括倍頻晶體，用于對所述鎖模激光倍頻后輸出綠光激光。本發明采用的倍頻晶體是氧化鎵晶體。克爾透鏡鎖膜系統則是基于Yb：YCOB晶體。本發明輸出的綠光鎖模激光的最窄脈沖寬度可達到73fs，最高輸出功率可達到70mW。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，具體涉及一種基于氧化鎵晶體的飛秒綠光激光器。

背景技術

隨著制造業，遠距離通信，激光醫療等領域對激光脈沖的要求越來越高，調Q激光器已經不能滿足人們的要求了。各行各業的工作者都希望激光脈沖的脈沖持續時間更短，峰值功率和輸出光信號的信噪比更高。這就促使了鎖模激光器的誕生。主動鎖模激光器輸出脈沖的脈沖存在著一些缺陷如寬度較寬，穩定性差等，這也激勵著人們尋找新的鎖模方法。近年來，被動鎖模技術被人們所發現，并進行了深入研究。根據近十年的研究，采用被動鎖模技術的激光器可輸出最短脈沖寬度在100fs以下的孤子光脈沖。

目前，摻鐿的全固態激光器大部分采用的是可飽和吸收體輔助的被動鎖模方式，這種鎖模方式受限于材料帶寬及損傷閾值等因素，不僅限制了激光器產生的激光脈沖寬度，而且易損壞，使得這種激光器的使用壽命普遍偏短，而且維護成本高。其原因就是可飽吸收體本身帶來的。

綠光激光器在各個領域中的應用十分廣泛。如在醫療方面，由于人眼對綠光十分敏感，所以綠光激光多用于眼科手術，該種綠光也可以用于治療血管性疾病。由于綠光激光器的功率較高，所以不會對目標組織周圍的皮膚產生過度傷害，增加了手術的安全性。除了在醫療方面的應用十分廣泛，它在激光精密加工方面的應用也很多，由于綠光激光的亮度高，聚焦光斑小，所以非常適合對硬度、脆性高的材料進行加工。除此之外，它在電子工業領域中可以用來調整微型電阻的組織，還可以用作泵浦源等等。由此可見綠光激光的應用非常廣泛，然而現在的綠光激光器的脈沖寬度普遍過寬，功率也不高。

根據最近的研究結果，利用SESAM在Yb系列晶體上實現了幾百飛秒鎖模激光脈沖的輸出。但由于SESAM被動鎖模受到材料本身窄的工作帶寬，低的損傷閾值的影響。不僅限制激光脈沖寬度，而且SESAM本身長時運行易損壞，使激光器的使用壽命大大縮短，設備整體穩定性不佳。因此，需要基于新型鎖模機制的振蕩器來實現綠光飛秒鎖模激光器，在提高激光系統的長期穩定性的同時還要使輸出的鎖模激光的脈沖寬度更窄、功率更高、腔型結構更為緊湊、工程實現更為便捷。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明所要解決的是當前的綠光激光器的脈沖寬度普遍過寬，功率不高的問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種飛秒綠光激光器，包括：泵浦源，用于輸出泵浦激光；克爾透鏡鎖模系統，用于對泵浦激光進行鎖模后輸出鎖模激光，所述克爾透鏡鎖模系統的輸出光路中還包括倍頻晶體，用于對所述鎖模激光倍頻后輸出綠光激光。

根據本發明的優選實施方式，所述倍頻晶體是氧化鎵晶體。

根據本發明的優選實施方式，所所述克爾透鏡鎖膜系統包括Yb：YCOB晶體。

根據本發明的優選實施方式，所述克爾透鏡鎖膜系統還包括通水銅塊，其置于所述Yb：YCOB晶體的下方，以保持該Yb：YCOB晶體的溫度正常。

根據本發明的優選實施方式，所述克爾透鏡鎖膜系統還包括兩塊凹面鏡、一塊高反鏡、一對三棱鏡和一塊輸出鏡，所述倍頻晶體位于所述三棱鏡和輸出鏡之間。

根據本發明的優選實施方式，所述泵浦源的中心頻率是976nm，輸出激光頻率為520nm。

根據本發明的優選實施方式，所述輸出綠光激光脈寬為76fs。