【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碟片激光器领域，更具体地，涉及一种产生人眼安全波段的飞秒碟片激光器。
技术介绍
1、碟片技术是将增益介质直径制作成10mm以上，厚度为100-300μm的薄片状结构，同时将碟片焊接在钨铜热沉或胶粘在导热性更好的金刚石热沉上并通过冲击式的水冷方式高效率地带走碟片上的热量，使得晶体仅存在一维方向的热梯度分布，有效地避免了增益介质的热透镜、热畸变以及非线性激发等问题，为高峰值功率、高平均功率与高光束质量的飞秒激光的产生提供了保障。
2、目前高功率人眼安全的波段的飞秒激光主要基于块状晶体以及非线性频率变换的方式产生，采用的主要方式包括使用cr4+:yag晶体结合被动锁模机制、飞秒拉曼频移和光学参量振荡器等、飞秒拉曼频移和光学参量振荡器等，通过这些方法可以实现特定波段飞秒激光输出。但是现有激光器存在一些问题，如采用块状晶体受限于高功率泵浦条件下晶体的热效应与热畸变等问题，搭建的全固态飞秒激光器在没有后续放大的条件下飞秒脉冲的平均功率只有毫瓦量级，较低的平均功率会大幅度降低飞秒脉冲激光的信噪比。而采用飞秒拉曼频移与光参量振荡技术，则受限于自陡峭、受激拉曼散射以及非线性走离等问题，飞秒激光转换效率较低。因此，如何寻找一种能够直接输出高功率人眼安全波段飞秒脉冲成为目前所需解决的重要问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供一种产生人眼安全波段的飞秒激光器，旨在解决现有激光器无法直接产生高功率人眼安全波段的飞秒激光脉冲序列。
2、为实
3、所述泵浦腔设置于所述泵浦源的出射光路上；所述碟片激光晶体，设置于所述泵浦腔内；所述泵浦腔使所述泵浦源发出的泵浦激光多次穿过所述碟片激光晶体后激发所述碟片激光晶体产生振荡激光；
4、所述谐振腔设置于所述振荡激光描述碟片激光晶体输出的一侧，所述谐振腔包括第一分支和第二分支；
5、所述第一分支包括沿光路依次设置的色散镜组、硬光阑和输出镜；所述硬光阑用于辅助被动锁模；振荡激光沿所述第一分支传输至所述输出镜后，部分激光透过所述输出镜输出后，剩余激光沿原路返回至所述碟片激光晶体，并被反射至所述的第二分支；
6、所述第二分支包括沿光路依次设置的第一凹面镜、第二凹面镜、cr4+:yag晶体和高反射镜；所述第一凹面镜和所述第二凹面镜的焦点重合，所述cr4+:yag晶体位于焦点处，所述第一凹面镜与第二凹面镜之间的距离位于谐振腔稳区中心；
7、所述cr4+:yag晶体作为可饱和吸收体，用于被动锁模，所述cr4+:yag晶体还作为增益介质，用于在振荡激光的作用下产生人眼安全波段的飞秒激光脉冲序列；人眼安全波段的飞秒激光脉冲序列经过所述高反射镜反射，沿原路返回至所述碟片激光晶体，经过所述碟片激光晶体反射后再次进入所述第一分支，所述输出镜输出人眼安全波段的飞秒激光脉冲序列。
8、可选的，所述碟片激光晶体为yb:yag晶体，其中，yb3+掺杂浓度为7％；
9、所述cr4+:yag晶体的cr4+掺杂浓度范围为2％-7％，所述cr4+:yag晶体的长度范围为10mm-30mm；
10、所述人眼安全波段的飞秒激光脉冲序列的中心波长为1500nm。
11、可选的，所述cr4+:yag晶体表面两侧镀有对1000nm-1070nm和1300-1600nm波段的宽带增透膜，透射率大于99.9％。
12、可选的，所述色散镜组、第一凹面镜、第二凹面镜和高反镜的迎光面上镀有对1000nm-1070nm波段和1300-1600nm波段的宽带高反膜，反射率大于99.9％。
13、可选的，所述色散镜组包括沿光路依次设置的第一高色散镜和第二高色散镜。
14、可选的，所述输出镜的迎光面上镀有对1000nm-1070nm波段振荡激光全部反射的膜层以及对1300-1600nm波段部分透过的膜层，透过率范围为1％～20％；
15、所述输出镜的出光面上镀有对1300-1600nm波段振荡激光的增透膜。
16、可选的，所述碟片激光晶体面向所述谐振腔的一侧镀有对泵浦激光和振荡激光的增透膜，在背向所述谐振腔的一侧镀有对泵浦激光和振荡激光的高反膜。
17、可选的，所述碟片激光晶体中镀有高反膜的表面固定在水冷热沉上。
18、可选的，所述飞秒碟片激光器还包括晶体夹具；
19、所述晶体夹具夹持所述cr4+:yag晶体，所述晶体夹具内通有外循环冷却水，用于对所述cr4+:yag晶体进行散热。
20、通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
21、1、本专利技术提供了一种产生特定波段的飞秒碟片激光器，采用近似于一维薄片形状的碟片激光晶体作为增益介质，在较高功率的泵浦下可以有效散热，最大限度地减小热效应的产生，产生的少量热量可通过冲程式水冷结构高效带走。因此，碟片晶体更支持高功率的泵浦条件，从而可以输出高功率飞秒激光，同时谐振腔内也具有较高的平均功率。采用吸收谱线范围包含碟片激光晶体产生的振荡激光的中心波长的被动可饱和吸收体(cr4+:yag晶体)，用于被动锁模，同时，还作为增益介质，用于在振荡激光的作用下产生目标波段(人眼安全波段)的飞秒激光脉冲序列；从而实现直接产生高功率、人眼安全波段的飞秒激光脉冲，扩宽了飞秒碟片激光器的应用场景。
22、2、本专利技术提供了一种产生特定波段的飞秒碟片激光器，采用yb:yag碟片作为增益介质，碟片厚度为130μm、直径为10mm的薄圆盘状；cr4+:yag晶体作为被动锁模器件，同时作为人眼安全波段激光产生的增益介质，在谐振腔内直接输出高功率人眼安全波段飞秒激光输出。
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1.一种产生人眼安全波段的飞秒碟片激光器，其特征在于，包括：泵浦源(1)，碟片激光晶体(2)，泵浦腔(3)和谐振腔(4)；
2.如权利要求1所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体(2)为Yb:YAG晶体，其中，Yb3+掺杂浓度为7％；
3.如权利要求2所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述Cr4+:YAG晶体(5)表面两侧镀有对1000nm-1070nm和1300-1600nm波段的宽带增透膜，透射率大于99.9％。
4.如权利要求2所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述色散镜组、第一凹面镜(10)、第二凹面镜(11)和高反镜(12)的迎光面上镀有对1000nm-1070nm波段和1300-1600nm波段的宽带高反膜，反射率大于99.9％。
5.如权利要求4所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述色散镜组包括沿光路依次设置的第一高色散镜(6)和第二高色散镜(7)。
6.如权利要求2所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述输出镜(9)的迎光面上镀有对1000nm-1070nm波段振荡激光全部反射的膜层以及对130
7.如权利要求1～6任一项所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体(2)面向所述谐振腔(4)的一侧镀有对泵浦激光和振荡激光的增透膜，在背向所述谐振腔(4)的一侧镀有对泵浦激光和振荡激光的高反膜。
8.如权利要求7所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体(2)中镀有高反膜的表面固定在水冷热沉上。
9.如权利要求1所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述飞秒碟片激光器还包括晶体夹具；
...【技术特征摘要】
1.一种产生人眼安全波段的飞秒碟片激光器，其特征在于，包括：泵浦源(1)，碟片激光晶体(2)，泵浦腔(3)和谐振腔(4)；
2.如权利要求1所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述碟片激光晶体(2)为yb:yag晶体，其中，yb3+掺杂浓度为7％；
3.如权利要求2所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述cr4+:yag晶体(5)表面两侧镀有对1000nm-1070nm和1300-1600nm波段的宽带增透膜，透射率大于99.9％。
4.如权利要求2所述的飞秒碟片激光器，其特征在于，所述色散镜组、第一凹面镜(10)、第二凹面镜(11)和高反镜(12)的迎光面上镀有对1000nm-1070nm波段和1300-1600nm波段的宽带高反膜，反射率大于99.9％。
5.如权利要求4所述的飞秒碟片激光器...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金伟，刘贺言，杨婷婷，陈子阳，夏贵淳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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