【技术实现步骤摘要】
本技术属于蓝光半导体激光，更具体地，涉及一种蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置。
技术介绍
1、可见光波段的激光光源在不同的领域都有重要的应用。以蓝光半导体激光为泵浦源，通过全固态激光技术直接泵浦实现可见波段激光输出是激光领域的新兴方向。三价镨离子(pr3+)在可见光波段存在丰富的跃迁，利用蓝光泵浦，掺pr材料可以实现蓝色、绿色、橙色、红色和深红色的下转换激光输出。与采用光学非线性过程如倍频、混频方式相比，利用下转换直接获得可见光激光的方式避免了非线性光学晶体的使用，其激光器结构紧凑、转换效率高、光束质量好，并且不需要严格的温控。
2、通常将脉宽为ps至fs量级的激光称为超短脉冲激光。超短脉冲具有高时间分辨率、高空间分辨率、高带宽、实现高强度的可能等特征。目前实现超短脉冲激光的主要手段是锁模技术。目前pr:ylf固体激光器输出的可见光锁模激光(超短脉冲激光)的峰值功率和脉冲能量等仍然有提升空间。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本技术提供了一种蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，其目的在于提升输出的可见光锁模激光的峰值功率，并降低锁模激光的脉宽和重复频率。
2、为实现上述目的，按照本技术的第一方面，提供了一种蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，包括：蓝光半导体激光泵浦模块、谐振腔、pr:ylf工作晶体、可饱和吸收体、pzt压电陶瓷、分光结构及自适应反馈调节模块；其中，所述pr:ylf工作晶体设置在所述谐振腔
3、所述蓝光半导体激光泵浦模块用于输出蓝色泵浦光；聚焦后的蓝色泵浦光输入所述谐振腔后，与所述pr:ylf工作晶体作用产生红光，并在所述谐振腔内振荡，振荡稳定后输出锁模脉冲红光；所述可饱和吸收体用于对谐振腔内的红光进行被动锁模；
4、所述分光结构用于将所述锁模脉冲红光分束，一束作为输出锁模脉冲激光，另一束作为检测光；还用于将所述检测光分束，一束用于波形检测，另一束用于功率检测；
5、所述自适应反馈调节模块用于根据分束后检测光的波形和功率控制所述pzt压电陶瓷调整所述可饱和吸收体的位置和角度。
6、进一步地，所述蓝光半导体激光泵浦模块包括：s偏振光产生单元、p偏振光产生单元以及偏振合束镜；
7、所述s偏振光产生单元产生的s偏振光和所述p偏振光产生单元产生的p偏振光入射至所述偏振合束镜进行偏振合束，产生所述蓝色泵浦光。
8、进一步地，所述s偏振光产生单元或所述p偏振光产生单元沿光路传播方向依次包括：蓝光半导体激光阵列、快轴准直镜组、慢轴准直镜组、反射镜组、闪耀光栅及半波片；
9、所述蓝光半导体激光阵列发射的等间距平行蓝光光束分别经过所述快轴准直镜组和所述慢轴准直镜组进行快慢轴准直后，入射至所述反射镜组对应的反射镜反射及光束压缩，并入射至所述闪耀光栅；
10、所述闪耀光栅用于选择中心频率与所述pr:ylf工作晶体吸收谱一致的蓝光，同时压缩所选蓝光的光谱宽度与所述pr:ylf工作晶体匹配；
11、所述半波片用于调整光谱宽度压缩后的蓝光偏振态，得到对应的s偏振光或p偏振光。
12、进一步地，所述蓝光半导体激光阵列、所述快轴准直镜组及所述慢轴准直镜组的光轴重合。
13、进一步地，所述反射镜组与光束传播方向呈45°；所述闪耀光栅与经过所述反射镜组反射的光线夹角为45°。
14、进一步地，所述s偏振光产生单元和所述p偏振光产生单元关于所述偏振合束镜镜像对称分布。
15、进一步地，所述谐振腔为由平面输入镜、第一凹面折叠镜、第二凹面折叠镜、第三凹面折叠镜及平面输出镜构成的m型激光谐振腔。
16、进一步地，所述分光结构包括：平板分光镜和偏振分光棱镜；
17、所述平板分光镜用于将所述锁模脉冲红光分束，一束作为输出锁模脉冲激光，另一束作为检测光；
18、所述偏振分光棱镜用于将所述检测光分束，一束用于波形检测，另一束用于功率检测。
19、进一步地，还包括用于给所述蓝光半导体激光泵浦模块提供能量的电源模块；
20、所述自适应反馈调节模块还用于根据分束后检测光的波形和功率调节所述电源模块的功率。
21、进一步地，所述可饱和吸收体为石墨烯可饱和吸收体。
22、总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
23、(1)本技术的蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，通过在谐振腔输出镜上设置可饱和吸收体对谐振腔内的红光进行被动锁模，振荡稳定后的锁模脉冲红光经过分光结构分束，一束作为输出锁模脉冲激光，另一束作为检测光，自适应反馈调节模块根据分束后的检测光的波形和功率控制pzt压电陶瓷调整可饱和吸收体的位置和角度，改变可饱和吸收体处的束腰光斑大小，提升可饱和吸收体9上的功率密度，以获得更高输出功率、更窄脉宽及更低重复频率的锁模脉冲激光。
24、(2)进一步地，本技术设计的蓝光半导体激光泵浦模块，通过闪耀光栅选择中心频率与pr:ylf工作晶体的吸收谱一致的蓝光输出，可以提升偏振合束效率，进而提升泵浦效率和出光功率；并且压缩蓝光的光谱宽度与pr:ylf工作晶体匹配，提高pr:ylf工作晶体对泵浦光的吸收效率，能够进一步提升锁模激光的峰值功率。
25、(3)作为优选，s偏振光产生单元和p偏振光产生单元关于偏振合束镜镜像对称分布，使s偏振光产生单元产生的s偏振光和p偏振光产生单元产生的p偏振光相互垂直，通过偏振合束镜产生水平出射的蓝色泵浦光。
26、(4)作为优选，蓝光半导体激光阵列、快轴准直镜组及慢轴准直镜组的光轴重合，可以提升光束准直效果。
27、(5)作为优选，反射镜组与光束传播方向呈45°，闪耀光栅与经过反射镜组反射的光线夹角为45°，便于出射光线后续偏振合束。
28、(6)作为优选，谐振腔为m型谐振腔，可以进一步提升输出锁模脉冲激光的峰值功率。
29、(7)进一步地，自适应反馈调节模块还可以通过改变电源模块的功率，提升蓝色泵浦光的功率，进一步提升输出锁模脉冲激光的峰值功率。
30、总而言之，本技术能够提高蓝光泵浦的效率、出光功率，改善泵浦光的光束质量；提升输出锁模脉冲激光峰值功率、脉冲能量，并降低脉冲宽度及重复频率等，改善输出锁模脉冲激光的光束质量。
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1.一种蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，包括：蓝光半导体激光泵浦模块(2)、谐振腔、Pr:YLF工作晶体(5)、可饱和吸收体(9)、PZT压电陶瓷(11)、分光结构及自适应反馈调节模块；其中，所述Pr:YLF工作晶体(5)设置在所述谐振腔输入镜的后方，所述可饱和吸收体(9)和所述PZT压电陶瓷(11)设置在所述谐振腔输出镜上；
2.根据权利要求1所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述蓝光半导体激光泵浦模块(2)包括：S偏振光产生单元、P偏振光产生单元以及偏振合束镜(213)；
3.根据权利要求2所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述S偏振光产生单元或所述P偏振光产生单元沿光路传播方向依次包括：蓝光半导体激光阵列(201)、快轴准直镜组(203)、慢轴准直镜组(205)、反射镜组(207)、闪耀光栅(209)及半波片(211)；
4.根据权利要求3所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述蓝光半导体激光阵列(201)、所述快轴准
5.根据权利要求3所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述反射镜组(207)与光束传播方向呈45°；所述闪耀光栅(209)与经过所述反射镜组(207)反射的光线夹角为45°。
6.根据权利要求2-5任意一项所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述S偏振光产生单元和所述P偏振光产生单元关于所述偏振合束镜(213)镜像对称分布。
7.根据权利要求1所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述谐振腔为由平面输入镜(4)、第一凹面折叠镜(6)、第二凹面折叠镜(7)、第三凹面折叠镜(8)及平面输出镜(10)构成的M型激光谐振腔。
8.根据权利要求1所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述分光结构包括：平板分光镜(12)和偏振分光棱镜(13)；
9.根据权利要求1所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，还包括用于给所述蓝光半导体激光泵浦模块(2)提供能量的电源模块(1)；
10.根据权利要求9所述的蓝光半导体激光泵浦Pr:YLF脉冲固体激光装置，其特征在于，所述可饱和吸收体(9)为石墨烯可饱和吸收体。
...【技术特征摘要】
1.一种蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，其特征在于，包括：蓝光半导体激光泵浦模块(2)、谐振腔、pr:ylf工作晶体(5)、可饱和吸收体(9)、pzt压电陶瓷(11)、分光结构及自适应反馈调节模块；其中，所述pr:ylf工作晶体(5)设置在所述谐振腔输入镜的后方，所述可饱和吸收体(9)和所述pzt压电陶瓷(11)设置在所述谐振腔输出镜上；
2.根据权利要求1所述的蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，其特征在于，所述蓝光半导体激光泵浦模块(2)包括：s偏振光产生单元、p偏振光产生单元以及偏振合束镜(213)；
3.根据权利要求2所述的蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，其特征在于，所述s偏振光产生单元或所述p偏振光产生单元沿光路传播方向依次包括：蓝光半导体激光阵列(201)、快轴准直镜组(203)、慢轴准直镜组(205)、反射镜组(207)、闪耀光栅(209)及半波片(211)；
4.根据权利要求3所述的蓝光半导体激光泵浦pr:ylf脉冲固体激光装置，其特征在于，所述蓝光半导体激光阵列(201)、所述快轴准直镜组(203)及所述慢轴准直镜组(205)的光轴重合。
5.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁国庆，陈曦，袁琴云，段长城，李昌庆，唐霞辉，王修正，李玉洁，袁淏，高宁泽，张书宸，丁世奥，蒋仲焱，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
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