專利名稱：激光二極管泵浦被動調(diào)q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子器件，特別是涉及一種被動調(diào)Q腔內(nèi)倍頻混頻激光器。
激光二極管(LD)泵浦全固化激光器，與常規(guī)激光器相比具有體積小，可微型化的優(yōu)點；與激光二極管相比具有發(fā)散角小，光束質(zhì)量好等優(yōu)點。已有的LD泵浦全固化激光器輸出波長多在近紅外，采用腔內(nèi)倍頻或混頻后，在可見光輸出，被廣泛應(yīng)用于各種光電設(shè)備，如光盤讀寫器等。由于波長縮短一半，可以將光儲密度提高4倍，故而這種腔內(nèi)倍頻混頻激光器市場需求量很大。但這種連續(xù)運轉(zhuǎn)的LD泵浦全固化激光器的缺點是腔內(nèi)激光功率低，因此腔內(nèi)倍頻的效率低，一般都只有百分之幾。為提高腔內(nèi)激光功率，可以用調(diào)Q來實現(xiàn)，已有的主動調(diào)Q需要復(fù)雜的高頻或高壓電路系統(tǒng)，使激光器的體積龐大；采用增益調(diào)Q，又會有泵浦波長飄移及電路復(fù)雜等引起的一系列問題。文獻(xiàn)“激光二極管直接耦合泵浦的Nd:YVO4激光器連續(xù)運轉(zhuǎn)的和高重復(fù)頻波動率調(diào)Q運轉(zhuǎn)”(作者王軍民，李瑞寧等，中國激光，第23卷，第12期，1996年12月，第1057頁)介紹了一種LD泵浦全固化被動調(diào)Q激光器，可以獲得在近紅外連續(xù)調(diào)Q輸出。
本發(fā)明的目的，在于提供一種具有高轉(zhuǎn)換效率的LD泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，采用被動調(diào)Q方案，在不使激光器及其電路復(fù)雜化的前提下，提高激光器腔內(nèi)效率，從而實現(xiàn)腔內(nèi)倍頻、混頻的高效率運轉(zhuǎn)。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，LD激光器1，經(jīng)光束耦合器2，將泵浦光耦合進(jìn)激光晶體3，晶體3在靠近耦合器2的端面A上，鍍泵浦光增透、激光波長全反的介質(zhì)膜，作為激光腔后腔鏡，晶體4是被動調(diào)Q開關(guān)，被動調(diào)Q開關(guān)可以用Cr4+:YAG晶體、或F2-:LiF晶體、或Co2+:MgF2晶體、或Co2+:KMgF3晶體、或Ni2+:MgO晶體、或Ni2+:KMgF3晶體、或Ni2+:MgF2晶體、或Ni2+:MnF2晶體、或Cr:Ho:Tm:YAG晶體、或Ho:YAG晶體、或Er:YAG晶體、或Tm:YAG晶體等制成；晶體5是用于倍頻或混頻的二階非線性光學(xué)晶體，可以是KTP(KTiOPO4)晶體、或LBO(LiB3O5)晶體、或LN(LiNbO3)晶體、或Mg:LiNbO3晶體、或Fe:LiNbO3晶體、或α-LiIO3晶體、或BBO(β-BaB2O4)晶體、或KD*P(KD2PO4)晶體；球面(平面)部分反射鏡6是激光器輸出腔鏡(前腔鏡)，可以根據(jù)需要，鍍輸出激光波長、輸出倍頻或混頻激光波長、或激光與倍頻混頻同時輸出的介質(zhì)膜，平面A和球面(平面)部分反射鏡6構(gòu)成激光器諧振腔。LD激光經(jīng)耦合器2，將泵浦光耦合進(jìn)激光晶體3，當(dāng)泵浦光功率高過激光器振蕩閥值時，激光器(在A面和反射鏡6之間)開始振蕩，晶體4的被動調(diào)Q作用，在激光器腔內(nèi)形成激光巨脈沖，經(jīng)晶體5倍頻或者激光與泵浦光混頻后經(jīng)部分反射鏡6輸出。本發(fā)明的激光器與王軍民所介紹的LD泵浦全固化被動調(diào)Q激光器相比，其不同之處在于激光器諧振腔內(nèi)有倍頻或混頻非線性光學(xué)晶體，而且有倍頻或混頻激光波長輸出。
激光腔內(nèi)因被動調(diào)Q形成的巨脈沖，使腔內(nèi)激光峰值功率提高了幾個數(shù)量級，至少可以將腔內(nèi)倍頻混頻轉(zhuǎn)換效率提高一個數(shù)量級。
附圖
是激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器示意圖，其中1是激光二極管，2是光束耦合器，3是激光晶體，4是被動調(diào)Q開關(guān)；5是二階非線性光學(xué)晶體晶體；6是平面或球面鏡。
現(xiàn)提供一種典型的實施例，附圖是激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器示意圖，其中1是激光二極管(LD)，中心波長808nm輸出功率1W；2是光束耦合器，3是YVO4激光晶體，光束耦合器2將泵浦光耦合進(jìn)YVO4激光晶體3,YVO4晶體A面鍍1.064μm全反膜，另一面鍍1.064μm增透且0.532μm全反介質(zhì)膜；4是Cr4+:YAG晶體，它作為飽和吸收型晶體被動調(diào)Q開關(guān)；5是KTP晶體作為倍頻晶體；6是球面鏡，鍍1.064μm全反且0.532μm增透介質(zhì)膜，其中平面A和球面(平面)部分反射鏡6構(gòu)成激光器諧振腔。
權(quán)利要求1．激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，由泵浦激光二極管(1)，光束耦合器(2)，激光晶體(3)，被動調(diào)Q開關(guān)(4)，非線性光學(xué)晶體(5)，輸出腔鏡(6)組成，其特征在于激光器諧振腔內(nèi)同時有被動調(diào)Q開關(guān)(4)和非線性光學(xué)晶體(5)。
2．如權(quán)利要求1所述的激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，其特征在于所述的被動調(diào)Q開關(guān)(4)可以用Cr4+:YAG晶體制成。
3．如權(quán)利要求1所述的激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，其特征在于所述的被動調(diào)Q開關(guān)(4)也可以用F2-:LiF晶體、或Co2+:MgF2晶體、或Co2+:KMgF3晶體、或Ni2+:MgO晶體、或Ni2+:KMgF3晶體、或Ni2+:MgF2晶體、或Ni2+:MnF2晶體、或Cr:Ho:Tm:YAG晶體、或Ho:YAG晶體、或Er:YAG晶體、或Tm:YAG晶體等制成。
4．如權(quán)利要求1所述的激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，其特征在于所述的非線性光學(xué)晶體(5)可以是KTP(KTiOPO4)晶體。
5．如權(quán)利要求1所述的激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器，其特征在于所述的非線性光學(xué)晶體(5)也可以是LBO(LiB3O5)晶體、或LN(LiNbO3)晶體、或Mg:LiNbO3晶體、或Fe:LiNbO3晶體、或α-LiIO3晶體、或BBO(β-BaB2O4)晶體、或KD*P(KD2PO4)晶體。
專利摘要本實用新型提供了一種激光二極管泵浦被動調(diào)Q全固化腔內(nèi)倍頻混頻激光器,這種激光器在腔內(nèi)形成巨脈沖,可以大大提高腔內(nèi)倍頻效率,由于采用被動調(diào)Q,使得激光器結(jié)構(gòu)小型化微型化,無需龐大復(fù)雜的調(diào)Q高壓電源。
文檔編號H01S3/108GK2351897SQ97220349
公開日1999年12月1日 申請日期1997年7月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月4日
發(fā)明者張雨東, 蔣捷, 崔傳鵬, 莊欣欣, 謝發(fā)利 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所