一种固体激光器制造技术

本申请公开一种固体激光器，其包括泵浦源和键合晶体，泵浦源能够输出初始泵浦光；键合晶体包括可饱和吸收体和两个有效泵浦的激光增益介质，可饱和吸收体构成被动调Q开关，可饱和吸收体位于两个激光增益介质之间；激光增益介质用于产生发振光；键合晶体两端镀有由介质膜构成的腔镜，腔镜之间构成谐振腔；键合晶体至少其中一端设有一个泵浦源。本申请设置两个有效泵浦的激光增益介质且两者之间设有可饱和吸收体，组成键合晶体，向谐振腔输入初始泵浦光后，可以得到短脉冲高峰值的输出激光，输出功率大，且热分布均匀，抑制了模式的跳变，输出更加稳定。出更加稳定。出更加稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种固体激光器


[0001]本专利技术涉及固体激光器
，具体涉及一种激光输出脉冲短，峰值功率大，并且输出稳定的固体激光器。

技术介绍

[0002]固体激光器为用固体激光材料作为工作介质的激光器。工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀参入少量激活离子。其中，可饱和吸收调Q微片激光器腔长较短，结构紧凑，寿命长，且输出激光脉冲宽度窄，峰值功率高。
[0003]然而，现有的可饱和吸收调Q微片固体激光器，只有一个激光增益区，可饱和吸收体位于输出镜端。这样的构造由于只有一个泵浦输入面，泵浦能量有限，输出功率小。并且由于单边泵浦热量集中在一端，会出现热分布不均，模式跳变，进而导致激光输出稳定性欠佳。
[0004]由此，如何增大激光输出功率，并且均匀热分布，抑制模式的跳变，保持稳定的激光输出，亟待解决。

技术实现思路

[0005]为解决如何增大激光输出功率，并且均匀热分布和抑制模式的跳变，保持稳定的激光输出的技术问题，本申请提出一种固体激光器，其具有两个有效泵浦的激光增益介质，可饱和吸收体位于两个有效泵浦的激光增益介质之间，可饱和吸收体构成被动调Q开关，且两个激光增益介质与可饱和吸收体为键合晶体，向键合晶体两端的腔镜构成的谐振腔中输入初始泵浦光后，可以得到短脉冲高峰值的输出激光，输出功率大，且热分布均匀，抑制了模式的跳变，使得输出更加稳定。
[0006]为了达到上述目的，本申请采取了如下所述的技术方案：
[0007]一种固体激光器，其包括泵浦源和键合晶体，其中：
[0008]所述泵浦源能够输出初始泵浦光；所述键合晶体包括可饱和吸收体和两个有效泵浦的激光增益介质，所述可饱和吸收体构成被动调Q开关，所述可饱和吸收体位于所述两个激光增益介质之间；所述激光增益介质用于产生发振光；所述键合晶体两端镀有由介质膜构成的腔镜，所述腔镜之间构成谐振腔；所述键合晶体至少其中一端设有一个所述泵浦源。
[0009]固体激光器工作时，由泵浦源发出初始泵浦光，通过腔镜进入谐振腔中，在谐振腔中，初始泵浦光有效地泵浦激光增益介质产生巨大的激光增益存储，然后通过可饱和吸收体进行被动调Q，形成短的激光脉冲输出，谐振腔两端均匀的泵浦使得键合晶体两端具有平衡的热分布，抑制了模式的跳变，从而获得了稳定的短脉冲高峰值的激光输出。
[0010]由上，本申请中的固体激光器具有两个有效泵浦的激光增益介质，可以有效增大输出功率，同时键合晶体两端可以具有平衡的热分布，抑制了模式的跳变，使得输出激光更加稳定。
[0011]为了得到两端近似相同的有效泵浦从而获得近似相同的热平衡，作为一种固体激
光器可选的实现方式，所述初始泵浦光透过所述可饱和吸收体后的有效泵浦光的光强≥所述初始泵浦光光强的35％。以此，经过激光增益介质和可饱和吸收体的吸收，有效泵浦光的光强仍能够保留初始泵浦光光强的至少35％，可以保证在第二激光增益介质里有相对平衡的泵浦能量以实现有效的泵浦，进而得到两端近似相同的有效泵浦从而获得近似相同的热平衡。
[0012]泵浦源的光束是被聚光的光束，很难在较长的光程保持均匀的直线光束，为了在两个激光增益介质有效均匀的泵浦，作为一种固体激光器可选的实现方式，所述键合晶体与所述腔镜的总长度≤3mm。以此，初始泵浦光可以在较短的谐振腔中有效均匀地泵浦激光增益介质，利于固体激光器产生稳定的输出激光。
[0013]作为一种固体激光器可选的实现方式，所述键合晶体仅一端设有所述泵浦源。以此，固体激光器工作时，泵浦源发出初始泵浦光，初始泵浦光可以透过腔镜进入键合晶体中，初始泵浦光在谐振腔中通过有效地泵浦激光增益介质产生巨大的激光增益存储，同时产生较大的热量释放，为了平衡被释放的热量，将两个激光增益介质分布于谐振腔的两端，当两端有效泵浦的激光增益介质吸收近似相等的初始泵浦光时，产生的热量近似相等，以此谐振腔两端达到近似相等的热平衡，因此抑制了模式的跳变，使得输出激光更加稳定。同时，有效增益介质产生的发振光通过位于两个激光增益介质之间的可饱和吸收体可以进行被动调Q，形成短的激光脉冲输出。以此，在初始泵浦光有效的泵浦下，在谐振腔中产生有效的激光增益并形成激光巨脉冲，得到稳定的短脉冲高峰值的输出激光。根据两端腔镜对发振光光波的透光率，输出激光可以通过其中一个腔镜稳定地输出。由此，本申请中的固体激光器简单使用一个泵浦源，在一个相对较短的谐振腔中设置两个有效的激光增益介质，并在两个激光增益介质之间设置可饱和吸收体进行被动调Q，从而能够获得稳定的短脉冲高峰值的激光输出。
[0014]所述键合晶体仅一端设有所述泵浦源时，作为一种固体激光器可选的实现方式，接近所述泵浦源的腔镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长全反射；远离所述泵浦源的腔镜对所述发振光波长部分反射，对所述初始泵浦光波长增透、全反射或部分反射。以此，稳定的短脉冲高峰值的输出激光可以由远离泵浦源的腔镜输出。
[0015]所述键合晶体仅一端设有所述泵浦源时，作为一种固体激光器可选的实现方式，固体激光器还包括折返镜，所述折返镜的表面与所述腔镜的表面形成夹角，所述折返镜位于所述键合晶体与所述泵浦源之间；接近所述泵浦源的腔镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长部分反射；远离所述泵浦源的腔镜对所述发振光波长全反射，对所述初始泵浦光波长增透、全反射或部分反射；所述折返镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长全反射，或者，所述折返镜对所述初始泵浦光波长全反射，对所述发振光波长增透。
[0016]以此，在折返镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长全反射时，初始泵浦光可以透过折返镜传播至距离折返镜较近的腔镜，稳定的短脉冲高峰值的输出激光可以由距离折返镜较近的腔镜输出，折返镜可以改变输出激光的方向。在折返镜对初始泵浦光波长全反射，对发振光波长增透时，折返镜可以改变初始泵浦光的方向，使初始泵浦光经反射传播至距离折返镜较近的腔镜，并且从距离折返镜较近的腔镜中传播出输出激光，输出激光可以透过折返镜。由上，使用一个泵浦源对键合晶体输入初始泵浦光，短脉冲高峰值的
输出激光同样能够从输入初始泵浦光的一端稳定地输出，键合晶体的另一端可以进行热量冷却，并且另一端的增益介质依然有效。
[0017]作为一种固体激光器可选的实现方式，所述键合晶体两端分别设有第一泵浦源和第二泵浦源；所述第一泵浦源和所述第二泵浦源的光束在同一光轴上；所述固体激光器还包括折返镜，所述折返镜的表面与所述腔镜的表面形成夹角；所述折返镜位于所述键合晶体与所述第二泵浦源之间。由此，固体激光器工作时，双向设置的两个泵浦源均发出初始泵浦光，初始泵浦光可以分别通过两端腔镜进入谐振腔中，在谐振腔中，键合晶体两端的初始泵浦光分别泵浦两端激光增益介质产生上能级的能量积累，产生发振光，由于可饱和吸收体对发振光的初始吸收作用阻止了立刻的激光振荡，在一定时间内产生了巨大的上能级的能量积累，随着发振光的增强，发振光增强到一定程度时可饱和吸收体对发振光的吸收作用会迅速减少，谐振腔内激光增益振荡迅速发生，在激光增益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体激光器，其特征在于，包括：泵浦源，所述泵浦源能够输出初始泵浦光；键合晶体，所述键合晶体包括可饱和吸收体和两个有效泵浦的激光增益介质，所述可饱和吸收体构成被动调Q开关，所述可饱和吸收体位于所述两个激光增益介质之间；所述激光增益介质用于产生发振光；所述键合晶体两端镀有由介质膜构成的腔镜，所述腔镜之间构成谐振腔；所述键合晶体至少其中一端设有一个所述泵浦源。2.根据权利要求1所述的一种固体激光器，其特征在于，所述初始泵浦光透过所述可饱和吸收体后的有效泵浦光的光强≥所述初始泵浦光光强的35％。3.根据权利要求1所述的一种固体激光器，其特征在于，所述键合晶体与所述腔镜的总长度≤3mm。4.根据权利要求1所述的一种固体激光器，其特征在于，所述键合晶体仅一端设有所述泵浦源。5.根据权利要求4所述的一种固体激光器，其特征在于，接近所述泵浦源的腔镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长全反射；远离所述泵浦源的腔镜对所述发振光波长部分反射，对所述初始泵浦光波长增透、全反射或部分反射。6.根据权利要求4所述的一种固体激光器，其特征在于，还包括折返镜，所述折返镜的表面与所述腔镜的表面形成夹角，所述折返镜位于所述键合晶体与所述泵浦源之间；接近所述泵浦源的腔镜对所述初始泵浦光波长增透，对所述发振光波长部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高新，
申请(专利权)人：高新，
类型：发明
国别省市：