專利名稱：半導(dǎo)體泵浦固體激光器被動調(diào)q試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及半導(dǎo)體泵浦固體激光器。
二背景技術(shù)：
半導(dǎo)體泵浦固體激光器(Diode-Pumpedsolid-state Laser，DPSL)，是以激光二 極管(LD)代替閃光燈泵浦固體激光介質(zhì)的固體激光器，具有效率高、體積小、壽命長等一 系列優(yōu)點，在光通信、激光雷達、激光醫(yī)學(xué)、激光加工等方面有巨大應(yīng)用前景，是未來固體激 光器的發(fā)展方向。
三、發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種包含Cr4+ = YAG晶體的半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器，其采用被 動調(diào)Q技術(shù)。目前常用的調(diào)Q方法有電光調(diào)Q、聲光調(diào)Q和被動式可飽和吸收調(diào)Q。本裝置 采用的調(diào)Q技術(shù)是可飽和吸收調(diào)Q的一種，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，無電磁干擾，可獲得半導(dǎo) 體激光泵浦固體激光器的峰值功率大、脈寬小的巨脈沖，從而實現(xiàn)了連續(xù)變脈沖。半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器工作原理上世紀(jì)80年代起，半導(dǎo)體激光器(LD)技 術(shù)得到了蓬勃發(fā)展，使得LD的功率和效率有了極大的提高，也極大地促進了 DPSL技術(shù)的發(fā) 展。與閃光燈泵浦的固體激光器相比，DPSL的效率大大提高，體積大大減小。在使用中，由 于泵浦源LD的光束發(fā)散角較大，為使其聚焦在增益介質(zhì)上，必須對泵浦光束進行光束變換 (耦合)。泵浦耦合方式主要有端面泵浦和側(cè)面泵浦兩種，其中端面泵浦方式適用于中小功 率固體激光器，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、空間模式匹配好等優(yōu)點。側(cè)面泵浦方式主要應(yīng)用于 大功率激光器。端面泵浦耦合通常有直接耦合和間接耦合兩種方式。1.直接耦合將半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面緊貼增益介質(zhì)，使泵浦光束在尚未發(fā)散開 之前便被增益介質(zhì)吸收，泵浦源和增益介質(zhì)之間無光學(xué)系統(tǒng)，這種耦合方式稱為直接耦合 方式。直接耦合方式結(jié)構(gòu)緊湊，但是在實際應(yīng)用中較難實現(xiàn)，并且容易對LD造成損傷。2.間接耦合指先將LD輸出的光束進行準(zhǔn)直、整形，再進行端面泵浦。常見的方法有1.自聚焦透鏡耦合由自聚焦透鏡取代組合透鏡進行耦合，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，準(zhǔn) 直光斑的大小取決于自聚焦透鏡的數(shù)值孔徑。2.組合透鏡系統(tǒng)聚光用球面透鏡組合或者柱面透鏡組合進行耦合。3.光纖耦合指用帶尾纖輸出的LD進行泵浦耦合，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)靈活。 激光晶體是影響DPSL激光器性能的重要器件。為了獲得高效率的激光輸出，在一 定運轉(zhuǎn)方式下選擇合適的激光晶體是非常重要的。目前已經(jīng)有上百種晶體作為增益介質(zhì)實 現(xiàn)了連續(xù)波和脈沖激光運轉(zhuǎn)，以釹離子(Nd3+)作為激活粒子的釹激光器是使用最廣泛的激 光器。其中，以Nd3+離子部分取代Y3Al5O12晶體中Y3+離子的摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)，由 于具有量子效率高、受激輻射截面大、光學(xué)質(zhì)量好、熱導(dǎo)率高、容易生長等的優(yōu)點，成為目前 應(yīng)用最廣泛的LD泵浦的理想激光晶體之一。從Nd:YAG的吸收中我們可以看出，Nd:YAG在807. 5nm處有一強吸收峰。我們?nèi)绻x擇波長與之匹配的LD作為泵浦源，就可獲得高的輸 出功率和泵浦效率，這時我們稱實現(xiàn)了光譜匹配。但是，LD的輸出激光波長受溫度的影響， 溫度變化時，輸出激光波長會產(chǎn)生漂移，輸出功率也會發(fā)生變化。因此，為了獲得穩(wěn)定的波 長，需采用具備精確控溫的LD電源，并把LD的溫度設(shè)置好，使LD工作時的波長與Nd: YAG 的吸收峰匹配。 裝置中的端面泵浦固體激光器的模式匹配技術(shù)是采用典型的平凹腔型結(jié)構(gòu)圖。激 光晶體的一面鍍泵浦光增透和輸出激光全反膜，并作為輸入鏡，鍍輸出激光一定透過率的 凹面鏡作為輸出鏡。這種平凹腔容易形成穩(wěn)定的輸出模，同時具有高的光光轉(zhuǎn)換效率，但在 設(shè)計時必須考慮到模式匹配問題。則平凹腔中的g參數(shù)表示為
權(quán)利要求一種半導(dǎo)體泵浦固體激光器被動調(diào)Q裝置，包括電源、半導(dǎo)體激光頭、耦合系統(tǒng)、激光晶體、被動調(diào)Q晶體、倍頻晶體、輸出鏡、探測器、示波器、準(zhǔn)直器，其特征在于調(diào)Q的晶體是Cr4+:YAG，Cr4+:YAG晶體的位置在激光晶體與光學(xué)諧振腔的前腔片之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體泵浦固體激光器被動調(diào)Q裝置，其特征在于通過對 晶體尺寸、端面鍍膜的膜系設(shè)計等工藝控制，使得由泵浦源出來的激光被激光晶體收后再 經(jīng)過Cr4+: YAG，從而獲得調(diào)Q效果的脈沖激光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體泵浦固體激光器被動調(diào)Q裝置，其特征在于所述的 Cr4+:YAG晶體是可飽和的。
專利摘要本實用新型提供一種帶Cr4+:YAG晶體的半導(dǎo)體激光泵浦固體激光器的被動調(diào)Q技術(shù)的實驗裝置，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，無電磁干擾，可獲得峰值功率大、脈寬小的巨脈沖，實現(xiàn)了連續(xù)變脈沖。
文檔編號H01S3/115GK201766283SQ20102027325
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者李凱, 王志會, 田星, 陸鼎璇 申請人:北京杏林睿光科技有限公司