專利名稱：自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器。
背景技術(shù)：
泵浦固體激光技術(shù)在各個領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景，現(xiàn)有技術(shù)中，泵浦固體激光器一般包括半導(dǎo)體激光器整機、激光增益介質(zhì)和光學(xué)諧振腔，泵浦后形成的激光通過外腔鏡輸出并進行使用。此種結(jié)構(gòu)的激光器由于使用半導(dǎo)體激光器整機作為泵浦源，使整個激光器的結(jié)構(gòu)變得龐大，對泵浦光的利用也不充分，效率較低，能耗較高。一般的綠光激光器是在直線型的光學(xué)諧振腔中放入非線性晶體進行倍頻，這使得非線性晶體上的光功率密度不能得到優(yōu)化，因此倍頻轉(zhuǎn)換效率不高；另外，倍頻后的綠光會被增益介質(zhì)再次吸收， 既減小了綠光的輸出功率，又增加了增益介質(zhì)的發(fā)熱，對激光器都是負面影響作用。
因此，需要對現(xiàn)有的激光器進行改進，提高激光器的光束質(zhì)量，增大倍頻轉(zhuǎn)換效率，增大綠色激光的輸出功率，進一步把激光器的空間結(jié)構(gòu)縮小，使得整個激光器小型化， 獲得一個光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊的小型化綠光激光器。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，提高激光器的光束質(zhì)量，增大倍頻轉(zhuǎn)換效率，增大綠色激光的輸出功率，進一步把激光器的空間結(jié)構(gòu)縮小，使得整個激光器小型化，獲得一個光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊的小型化綠光激光器。
本發(fā)明的自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，包括自由空間泵浦部分和折疊式光學(xué)諧振腔部分，所述折疊式光學(xué)諧振腔包括
增益介質(zhì)鏡，同時作為折疊式光學(xué)諧振腔前端反射鏡以及基頻激光增益介質(zhì)；
濾波裝置，起壓窄基頻光線寬的作用；接收增益介質(zhì)鏡的基頻光并壓窄基頻光線寬；
輸出耦合鏡，對基頻光高反且對倍頻光高透，用于折疊形成折疊式光學(xué)諧振腔并耦合輸出綠色激光；
非線性晶體，接收輸出耦合鏡反射的基頻光并對基頻光進行光學(xué)倍頻；
高反后端腔鏡，對基頻光和倍頻光均高反，用于接收來自非線性晶體的出射光并反射回非線性晶體，經(jīng)非線性晶體倍頻后輸至輸出耦合鏡。
所述增益介質(zhì)鏡與輸出耦合鏡形成第一折疊臂，輸出耦合鏡與諧振腔后端鏡形成第二折疊臂。
進一步，所述自由空間泵浦部分包括
入射光源，由半導(dǎo)體激光器陣列形成泵浦光束列陣；
光束整形裝置，對泵浦光束列陣進行整形，合成為一束泵浦光；
進一步，所述非線性晶體位置可調(diào)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，本發(fā)明采用自由空間泵浦腔和折疊式光學(xué)諧振腔，在自由空間泵浦部分對泵浦光束進行整形處理，提高泵浦光的使用效率，充分利用空間位置，大幅度減小泵浦部分在整個激光器中所占的體積；在增益介質(zhì)鏡與輸出耦合鏡形成的折疊臂中使用濾波裝置壓窄基頻光線寬以提高倍頻效率；使用對基頻光高反且對倍頻光高透的外腔鏡耦合輸出綠色激光，使綠色激光不再回到增益介質(zhì)部分被吸收，提高綠色激光輸出功率，同時避免了增益介質(zhì)對倍頻光的吸收，降低了發(fā)熱量；在輸出耦合鏡與光學(xué)諧振腔的后端鏡所形成的另一折疊臂中放置非線性晶體，該晶體位置可以設(shè)置為可調(diào)節(jié)，以獲得最大的基頻光功率密度，產(chǎn)生效率最高的諧波轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)高效的倍頻過程；整個光學(xué)諧振腔采用折疊式結(jié)構(gòu)，除了有上述諸優(yōu)點之外， 更進一步利用空間位置，使激光器體積減??；該發(fā)明最終形成一個光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊的小型化自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖，如圖所示本實施例的自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，包括自由空間泵浦部分和折疊式光學(xué)諧振腔，所述折疊式光學(xué)諧振腔，包括
增益介質(zhì)鏡3，同時作為折疊式光學(xué)諧振腔前端反射鏡以及基頻激光增益介質(zhì)；
濾波裝置4，起壓窄基頻光線寬的作用；接收增益介質(zhì)鏡的基頻光并壓窄基頻光線寬；即只允許某一頻率的基頻激光通過，起壓窄基頻激光光線寬的作用；
耦合輸出鏡5，對基頻光高反且對倍頻光高透，用于折疊形成折疊式光學(xué)諧振腔并耦合輸出綠色激光；
非線性晶體6，接`收輸出耦合鏡反射的基頻光并對基頻光進行光學(xué)倍頻；
諧振腔后端鏡7，對基頻光和倍頻光均高反，用于接收來自非線性晶體6的出射光并反射回非線性晶體6，經(jīng)非線性晶體6倍頻后輸至輸出耦合鏡5 ;即諧振腔后端鏡7用于反射尚未轉(zhuǎn)換的基頻激光，經(jīng)非線性晶體6再次轉(zhuǎn)換為倍頻光從耦合輸出鏡5輸出，或?qū)⒁呀?jīng)轉(zhuǎn)換的倍頻光反射回，從耦合輸出鏡5耦合輸出；由耦合輸出鏡5對基頻光高反且對倍頻光高透，輸出綠色激光。由此結(jié)構(gòu)，非線性晶體6接收對耦合輸出鏡5和諧振腔后端鏡7反射的基頻光并對基頻光進行光學(xué)倍頻。
所述增益介質(zhì)鏡3與輸出耦合鏡5形成第一折疊臂，輸出耦合鏡5與諧振腔后端鏡7形成第二折疊臂。
本實施例中，所述自由空間泵浦部分包括
入射光源1，由半導(dǎo)體激光陣列形成泵浦光束列陣；
光束整形裝置2，將半導(dǎo)體列陣發(fā)出的光束列陣通過整形，合成為一束光照射在增益介質(zhì)鏡3上。
本實施例中，所述非線性晶體6位置可調(diào)；以獲得最大的基頻光功率密度，產(chǎn)生效率最高的諧波轉(zhuǎn)換效率，實現(xiàn)高效的倍頻過程。
本發(fā)明中，基頻光經(jīng)濾波片4壓窄后射至耦合輸出鏡5，耦合輸出鏡5將基頻光反射至非線性晶體6，倍頻后射至高反腔鏡7并反射回非線性晶體6實現(xiàn)雙通倍頻，并由腔鏡 5單向輸出，基頻光經(jīng)濾波片4反射回增益介質(zhì)鏡，實現(xiàn)基頻光的光學(xué)諧振。
第一折疊臂中采用的濾波裝置壓窄基頻光線寬有利于提高倍頻的轉(zhuǎn)換效率，第二折疊臂中的非線性晶體位置可調(diào)也有利于增大二次諧波的轉(zhuǎn)換效率，綠光只在第二折疊臂中存在，保證了不返回第一臂被增益介質(zhì)的再次吸收，增加了綠光的輸出功率，也有利于降低增益介質(zhì)的發(fā)熱量，提高工作效率。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，其特征在于包括自由空間泵浦部分和折疊式光學(xué)諧振腔部分，所述折疊式光學(xué)諧振腔包括增益介質(zhì)鏡，同時作為折疊式光學(xué)諧振腔前端反射鏡以及基頻激光增益介質(zhì)；濾波裝置，起壓窄基頻光線寬的作用；接收增益介質(zhì)鏡的基頻光并壓窄基頻光線寬；輸出耦合鏡，對基頻光高反且對倍頻光高透，用于折疊形成折疊式光學(xué)諧振腔并耦合輸出綠色激光；非線性晶體，接收輸出耦合鏡反射的基頻光并對基頻光進行光學(xué)倍頻；高反后端腔鏡，對基頻光和倍頻光均高反，用于接收來自非線性晶體的出射光并反射回非線性晶體，經(jīng)非線性晶體倍頻后輸至輸出耦合鏡。所述增益介質(zhì)鏡與輸出耦合鏡形成第一折疊臂，輸出耦合鏡與諧振腔后端鏡形成第二折置臂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，其特征在于所述自由空間泵浦部分包括入射光源，由半導(dǎo)體激光器陣列形成泵浦光束列陣；光束整形裝置，對泵浦光束列陣進行整形，合成為一束泵浦光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，其特征在于所述非線性晶體位置可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自由空間泵浦外腔面發(fā)射綠光激光器，包括自由空間泵浦部分和折疊式光學(xué)諧振腔部分，折疊式光學(xué)諧振腔包括形成第一折疊臂的增益介質(zhì)鏡與輸出耦合鏡和形成第二折疊臂的輸出耦合鏡和諧振腔后端鏡；本發(fā)明采用自由空間泵浦腔和折疊式光學(xué)諧振腔，提高泵浦光的使用效率，充分利用空間位置，大幅度減小泵浦部分在整個激光器中所占的體積；對基頻光高反且對倍頻光高透的外腔鏡耦合輸出綠色激光，使綠色激光不再回到增益介質(zhì)部分被吸收，提高綠色激光輸出功率，同時避免了增益介質(zhì)對倍頻光的吸收，降低了發(fā)熱量；采用折疊式諧振腔，進一步節(jié)約空間，減小體積；由此，本發(fā)明為光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊激光器。
文檔編號H01S3/08GK103036138SQ20121054410
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者張鵬, 戴特力, 梁一平, 范嗣強 申請人:重慶師范大學(xué)