[發(fā)明專(zhuān)利]被動(dòng)調(diào)Q固體激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010078771.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111509552A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D.科普夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蒙福特激光有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/16
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/16;H01S3/113
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;劉春元

本發(fā)明涉及被動(dòng)調(diào)Q固體激光器，其包括：諧振器，在其中布置有主動(dòng)激光材料，并且所述諧振器具有用于將具有小于1ns的脈沖持續(xù)時(shí)間的激光脈沖從諧振器中耦合輸出的耦合輸出端面鏡；光導(dǎo)纖維，從耦合輸出端面鏡耦合輸出的激光脈沖被耦合輸入到所述光導(dǎo)纖維中；和啁啾體布拉格光柵，激光脈沖在其穿過(guò)光導(dǎo)纖維之后在所述啁啾體布拉格光柵上反射。在啁啾體布拉格光柵上反射之后的脈沖持續(xù)時(shí)間小于30ps。布置在諧振器中的主動(dòng)激光材料是Nd:YAG，并且在諧振器中還布置有由Cr:YAG形成的可飽和的吸收體，其具有在不飽和的狀態(tài)中為小于50%的透射率。諧振器的長(zhǎng)度在1mm至10mm的范圍中，并且在耦合輸出端面鏡上耦合輸出的激光脈沖具有在1μJ至200μJ的范圍中的脈沖能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種被動(dòng)調(diào)Q固體激光器，該被動(dòng)調(diào)Q固體激光器包括：諧振器，在所述諧振器中布置有主動(dòng)激光材料，并且所述諧振器具有用于將激光脈沖從諧振器中耦合輸出（Auskopplung）的耦合輸出端面鏡，所述激光脈沖具有小于1ns的脈沖持續(xù)時(shí)間；光導(dǎo)纖維，從所述耦合輸出端面鏡中耦合輸出的激光脈沖被耦合輸入（einkoppeln）到所述光導(dǎo)纖維中；和啁啾體布拉格光柵，在激光脈沖穿過(guò)所述光導(dǎo)纖維之后，所述激光脈沖在所述啁啾體布拉格光柵上反射，以縮短脈沖持續(xù)時(shí)間，其中在啁啾體布拉格光柵上反射之后的脈沖持續(xù)時(shí)間小于30ps。

背景技術(shù)

被動(dòng)調(diào)Q固體激光器被用在不同的應(yīng)用領(lǐng)域中。例如由Bhandari R.和Taira T.的“Palm-top size megawatt peak power ultraviolet microlaser”（OpticalEngineering，2013年7月/第52(7)卷, 076102-1 - 076102-6）得知一種UV激光器，該UV激光器作為基礎(chǔ)具有帶有高脈沖能量的被動(dòng)調(diào)Q固體激光器。為了構(gòu)造UV激光器，在三硼酸鋰晶體中進(jìn)行由諧振器耦合輸出的激光脈沖的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。作為諧振器中的主動(dòng)激光材料使用Nd:YAG，并且作為被動(dòng)Q開(kāi)關(guān)使用如下吸收體：該吸收體由呈Cr:YAG形式的經(jīng)摻雜的固體材料來(lái)形成。在諧振器的長(zhǎng)度為10nm的情況下，實(shí)現(xiàn)“自由光譜范圍（free spectralrange）”、亦即在可能的相鄰的縱模的波長(zhǎng)之間的間距，該間距大到使得縱模中的僅僅一個(gè)縱模靠近在1064nm處的增益最大值，使得該縱模起振。利用該激光器，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換之前，在為230ps的脈沖持續(xù)時(shí)間和為100Hz的相對(duì)小的重復(fù)率的情況下達(dá)到為3mJ的高脈沖能量。諧振器的設(shè)計(jì)是使得該諧振器在光學(xué)上是穩(wěn)定的（“穩(wěn)定諧振器（stable resonator）”）。諧振器的構(gòu)造可以是單片式的，呈微芯片激光器形式，其中兩個(gè)端面鏡是平整的，并且在運(yùn)行中由主動(dòng)激光材料來(lái)構(gòu)造具有聚集作用的熱透鏡。

如下被動(dòng)調(diào)Q固體激光器呈非常小的單片式微芯片激光器形式而是已知的：該被動(dòng)調(diào)Q固體激光器具有“單縱模（single longitudinal mode）”運(yùn)行，并且具有與此相比小了好幾個(gè)量級(jí)的在數(shù)個(gè)10nJ的范圍中的脈沖能量，該單片式微芯片激光器具有Nd:YVO4作為主動(dòng)激光材料；參見(jiàn)例如WO 2016/004446 A1。諧振器長(zhǎng)度此處可以小于150μm，并且可以達(dá)到小于100ps的脈沖持續(xù)時(shí)間。

由Lee H.C.等人的“High energy, sub-nanosecond linearly polarizedpassively Q- switched MOPA laser system”（Optics and Laser Technology 95 (2017年)，第81-85頁(yè)）得知了一種被動(dòng)調(diào)Q的Nd:YAG/Cr:YAG-激光器，該被動(dòng)調(diào)Q的Nd:YAG/Cr:YAG-激光器具有穩(wěn)定諧振器，該諧振器的輸出脈沖被再增強(qiáng)（nachverstaerkt），所述輸出脈沖具有大約2.5mJ脈沖能量和為大約550ps的脈沖持續(xù)時(shí)間。主動(dòng)激光材料和吸收體此處具有在其朝向彼此的側(cè)上反向地以布儒斯特（Brewster）角來(lái)布置的面，以便引起激光束的偏振選擇。