本实用新型专利技术公开了基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器。本实用新型专利技术中带尾纤输出的半导体激光器产生连续光依次经过耦合透镜和凹面输入镜入射到Yb:LSO晶体,然后经过Yb:LSO晶体的增益后，激光由凹面反射镜反射到平面反射镜，之后被反射并且按原路返回，并且再次经过Yb:LSO晶体经过，加强光强，当激光到达凹面入射镜，被反射透过掺铋砷化镓可饱和吸收体，最后透过掺铋砷化镓可饱和吸收体后射向输出镜。本实用新型专利技术减小了输出脉冲的重复频率，提高单脉冲能量，并且获得更加窄的锁模脉冲输出。
【技术实现步骤摘要】
基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器
本技术属于激光技术及其非线性光学的
，具体涉及基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器。
技术介绍
GaAs是一种直接带隙的常用的III-V族半导体材料，具有电子迁移率高，耐高温，耐腐蚀，介电常数小等优点，目前己经广泛应用于光电器件等光电领域。GaAs作为被动调Q开关也因为拥有比如光化学性质稳定、热导性能好、耐高温损伤闭值高、可饱和吸收稳、无退化现象等优点而被广泛应用于全固态激光器中，但我们都知道砷化镓也有一些缺点比如调制深度达不到百分之百。为了能够使砷化镓调Q性能更加优良，也为了能够拓宽它的应用领域，人们开始对纯净的GaAs进行改良。向GaAs中掺入其他元素是我们目前常用到的改良方法之一，而掺杂形成的合金往往具有一些更加优秀的性能。不论使用哪种方式生长的GaAs1-xBix材料，经实验检测都被证实由于Bi的掺入大大减小了GaAs的带宽，因而GaAs1-xBix材料优良的性能引起了人们的普遍关注，近年来关于GaAs1-xBix材料的特性的研究与应用更是层出不穷。掺杂后掺Bi砷化镓仍然是直接带隙的半导体材料，并且由于铋掺入，使的材料带隙明显降低，最新的研究成果普遍认为每掺入百分之一的Bi会使的GaAs带隙降低大约85meV左右。这也让掺铋砷化镓成为一种具有优良性质的可饱和吸收体。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，这种脉冲激光器利用掺铋砷化镓所具有的可饱和吸收特性，可获得高能量的调Q脉冲激光，实现纳秒级的脉冲输出。与砷化镓做可饱和吸收体相比，掺铋砷化镓的调Q效果更好，激光器可以产生更窄的脉冲更高的单脉冲能量以及更高的峰值功率。由此可以说明秘的掺入是一种有效的提高砷化镓调Q效果的方法，而且掺Bi后的砷化镓是一种极具潜力半导体可饱和吸收体。本技术的技术方案是：基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，包括带尾纤输出的半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)，所述的第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)共同组成一X型谐振腔；所述半导体激光器(1)产生射向耦合透镜(2)的连续光，连续光透过耦合透镜(2)后，射向第一平凹镜(3)的平面，然后透过平凹镜(3)入射到Yb:LSO晶体(4)中，在经Yb:LSO晶体(4)增益后，连续光转变为脉冲激光射向第二凹面镜(5)的凹面，第二凹面镜(5)反射脉冲激光并将其发射至反射镜(6)，反射镜(6)将脉冲激光反射并原路返回，脉冲激光经第二凹面镜(5)的凹面反射后，从Yb:LSO晶体(4)经过，加强脉冲激光光强，经Yb:LSO晶体(4)射出后，射到第一平凹镜(3)的凹面，再经第一平凹镜(3)的凹面反射至掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)，透过掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)后射向输出镜(8)，最终由输出镜(8)输出锁模脉冲激光。进一步的，所述的半导体激光器(1)发射的连续光的中心波长为978nm。进一步的，所述的输出镜(8)输出的锁模脉冲激光的波段是1060nm。进一步的，所述的第一平凹镜(3)的平面面向半导体激光器(1)，所述耦合透镜(2)设于所述的半导体激光器(1)和第一平凹镜(3)之间，在所述第一平凹镜(3)的平面镀有978nm增透膜和1060nm高反膜，在其凹面镀有978nm高反膜。进一步的，所述Yb:LSO晶体(4)面向第一平凹镜(3)的一面镀有978nm增透膜和1060nm高反膜，面向第二凹面镜(5)的一面镀有1060nm的增透膜，所述的Yb:LSO晶体(4)能将978nm连续光增益为1060nm脉冲激光。进一步的，在第二凹面镜(5)的凹面镀有1060nm的高反膜。进一步的，在所述的输出镜(8)朝向掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)的一面镀有1060nm的增透膜。进一步的，所述的输出镜(8)上镀有的1060nm的增透膜的透过率是10％。本技术具有的有益效果：1、相较于未掺铋的GaAs，掺秘后，小信号透过率明显减小了。同样的激光二极管泵浦条件下，掺铋砷化镓调Q激光器的输出脉冲重复频率减小，单脉冲能量增大，同时，能获得更窄的脉冲输出；2、掺铋砷化镓调Q激光器输出功率变化更快，输出功率更大；3、Yb:LSO晶体的最强吸收峰位于978nm，所以该晶体适合于LD泵浦，并且随掺杂离子浓度的增加吸收强度增大，这有利于提高泵浦效率；4、相较于常见的直线腔被动调Q激光器而言，本专利优化腔型结构，采用X型腔方案，更易于实现脉冲输出。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中1是半导体激光器；2是耦合透镜；3是第一平凹镜；4是Yb:LSO晶体；5是第二凹面镜；6是反射镜；7是掺铋砷化镓可饱和吸收体；8是输出镜。具体实施方式下面结合实例和说明书附图对技术的技术方案进行详细说明：基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，包括带尾纤输出的半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)，所述的第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)共同组成一X型谐振腔，所述半导体激光器(1)产生射向耦合透镜(2)的连续光，连续光透过耦合透镜(2)后，射向第一平凹镜(3)的平面，然后透过平凹镜(3)入射到Yb:LSO晶体(4)中，在经Yb:LSO晶体(4)增益后，连续光转变为脉冲激光射向第二凹面镜(5)的凹面，第二凹面镜(5)反射脉冲激光并将其发射至反射镜(6)，反射镜(6)将脉冲激光反射并原路返回，脉冲激光经第二凹面镜(5)的凹面反射后，从Yb:LSO晶体(4)经过，加强脉冲激光光强，经Yb:LSO晶体(4)射出后，射到第一平凹镜(3)的凹面，再经第一平凹镜(3)的凹面反射至掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)，透过掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)后射向输出镜(8)，最终由输出镜(8)输出锁模脉冲激光。进一步的，所述的半导体激光器(1)发射的连续光的中心波长为978nm。进一步的，所述的输出镜(8)输出的锁模脉冲激光的波段是1060nm。进一步的，所述的第一平凹镜(3)的平面面向半导体激光器(1)，所述耦合透镜(2)设于所述的半导体激光器(1)和第一平凹镜(3)之间，在所述第一平凹镜(3)的平面镀有978nm增透膜和1060nm高反膜，在其凹面镀有978nm高反膜。进一步的，所述Yb:LSO晶体(4)面向第一平凹镜(3)的一面镀有978nm增透膜和1060nm高反膜，面向第二凹面镜(5)的一面镀有1060nm的增透膜，所述的Yb:LSO晶体(4)能将978nm连续光增益为10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，其特征是：包括带尾纤输出的半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)，/n其中所述的第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)共同组成一X型谐振腔，/n所述半导体激光器(1)产生射向耦合透镜(2)的连续光，连续光透过耦合透镜(2)后，射向第一平凹镜(3)的平面，后透过平凹镜(3)入射到Yb:LSO晶体(4)中，在经Yb:LSO晶体(4)增益后，连续光转变为脉冲激光射向第二凹面镜(5)的凹面，第二凹面镜(5)反射脉冲激光并将其发射至反射镜(6)，反射镜(6)将脉冲激光反射并原路返回，脉冲激光经第二凹面镜(5)的凹面反射后，从Yb:LSO晶体(4)经过，经Yb:LSO晶体(4)射出后，射到第一平凹镜(3)的凹面，再经第一平凹镜(3)的凹面反射至掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)，透过掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)后射向输出镜(8)，最终由输出镜(8)输出锁模脉冲激光。/n...
【技术特征摘要】
1.基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，其特征是：包括带尾纤输出的半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)，
其中所述的第一平凹镜(3)、Yb:LSO晶体(4)、第二凹面镜(5)、反射镜(6)、掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)和输出镜(8)共同组成一X型谐振腔，
所述半导体激光器(1)产生射向耦合透镜(2)的连续光，连续光透过耦合透镜(2)后，射向第一平凹镜(3)的平面，后透过平凹镜(3)入射到Yb:LSO晶体(4)中，在经Yb:LSO晶体(4)增益后，连续光转变为脉冲激光射向第二凹面镜(5)的凹面，第二凹面镜(5)反射脉冲激光并将其发射至反射镜(6)，反射镜(6)将脉冲激光反射并原路返回，脉冲激光经第二凹面镜(5)的凹面反射后，从Yb:LSO晶体(4)经过，经Yb:LSO晶体(4)射出后，射到第一平凹镜(3)的凹面，再经第一平凹镜(3)的凹面反射至掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)，透过掺铋砷化镓可饱和吸收体(7)后射向输出镜(8)，最终由输出镜(8)输出锁模脉冲激光。
2.根据权利要求1所述的基于掺铋砷化镓可饱和吸收体的X型腔脉冲激光器，其特征是：所述的半导体激光器(1)发射的连续光的中心波长为978nm。
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：常建华，王健，刘俊彤，戴腾飞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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