本发明专利技术公开了一种功率比例可调的双波长或多波长激光器，涉及固体激光器领域，所述激光增益介质的Nd3+掺杂浓度为0.05％～3％，所述控温装置调节所述激光增益介质的温度范围在-196～180℃之内；所述激光泵浦源发出的808nm泵浦光经所述耦合系统透镜组聚焦到所述激光增益介质中并吸收所述808nm泵浦光，所述激光增益介质在所述谐振腔反射镜和所述激光输出镜构成的谐振腔作用下产生振荡，所述控温装置调节所述激光增益介质的温度，同时输出双波长或者多波长激光。本发明专利技术解决了多波长固体激光器中由于增益竞争无法调节各波长功率比例的问题，极大地方便了多波长激光器的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固体激光器，尤其涉及一种双波长或多波长同时输出并且功率比例可调的双波长或多波长激光器。
技术介绍
以Nd: YAG和Nd: YVO4为代表的掺钕离子(Nd3+)激光器具有良好的物理特性和激光性能，是最为重要也是目前应用最为广泛的激光器。该类激光器中的激活离子Nd3+的三个能级跃迁过程4F3/2 — 4I972^4F372 — 4I1172和4F3/2 — 4113/2可以实现三个波段的激光输出，其波长一般分别位于900 950nm，1040 1070nm和1300 1350nm之内。其中 4F372 — 4I1172和4F3/2 — 4I1372两个跃迁过程的激光下能级位于基态能级之上，属于四能级系统；而4F372 — 4I972跃迁过程的激光下能级是基态能级的一个斯塔克子能级，这种系统被称为准三能级系统，由于激光下能级的能量较低，热运动的存在会使这一子能级存在一定的粒子数，因此这种准三能级激光系统对工作物质温度的变化非常敏感。掺Nd3+激光器可以实现的三个激光波段由于具有不同的受激发射截面，所以实现相应的激光输出所需要的条件也各不相同。通过合理设计谐振腔，控制激光输出镜对不同激光波段的透过率满足一定的条件(所需条件参考Hong-YuanShen等1991年发表在IEEEJournal of Quantum Electronics上的文章Simultaneous Multiple Wavelength LaserAction in Various Neodymium Host Crystals),可以实现两个波长或多个波长同时输出。这种双波长或多波长激光器效率高，结构简单，在激光雷达、探测、非线性光学频率变换等领域具有重要应用价值，到目前为止，国内外已经有多篇这类激光器的文章报道。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足由于掺Nd3+激光器输出的几个激光波长上能级相同，他们之间存在着增益竞争的关系，不同的泵浦功率下各波长的输出功率比例往往是不同的，即便是泵浦功率不变，掺Nd3+激光器运行环境的细小变化便会导致各波长输出功率的波动。而在实际应用中，对双波长或多波长激光光源的成分，即各个波长的功率比例是有要求的，有时需要根据应用环境的变化而改变各波长激光的功率比例。但迄今为止，尚未有报道在固体激光器中可以方便地实现对同时输出的双波长或多波长激光器的功率组分比例进行任意调节和控制，这也使该类掺Nd3+激光器的实际应用受到很大限制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种功率比例可调的双波长或多波长激光器，本专利技术大大提高了掺Nd3+双波长或多波长激光器的灵活性，扩大了这类激光器的应用范围，详见下文描述—种功率比例可调的双波长或多波长激光器，所述激光器包括激光泵浦源、耦合系统透镜组、谐振腔反射镜、激光增益介质、控温装置和激光输出镜，所述激光增益介质的Nd3+掺杂浓度为0. 05% 3%，所述激光增益介质的两端面镀有1040nm 1070nm波段和/或1300nm 1350nm波段的增透膜，并且所述激光增益介质在900nm 950nm波段内镀有增透膜；所述控温装置调节所述激光增益介质的温度范围在-196 180°C之内；所述激光泵浦源发出的808nm泵浦光经所述耦合系统透镜组聚焦到所述激光增益介质中并吸收所述808nm泵浦光，所述激光增益介质在所述谐振腔反射镜和所述激光输出镜构成的谐振腔作用下产生振荡，所述控温装置调节所述激光增益介质的温度，同时输出双波长或者多波长激光。所述激光泵浦源具体为直接输出的半导体激光器或光纤耦合输出的半导体激光器。当所述激光泵浦源为所述光纤耦合输出的半导体激光器时，所述激光器还包括激光传输光纤，所述激光泵浦源发出的808nm泵浦光经过所述激光传输光纤输出，再经过所述系统透镜组聚焦到所述激光增益介质中。所述激光增益介质具体为Nd:YAG、Nd: YVO4, Nd: GGG,Nd: GdV04、Nd: LuV04、Nd: YLF,Nd: YAP、Nd: KGW、Nd: YGG, Nd: YSGG, Nd: GSGG, Nd: GSAG 或 Nd: GYSGG 中的任意一种，或上述任何一种掺Nd3+晶体与没有掺Nd3+晶体键合在一起的复合晶体材料或者光纤。所述谐振腔反射镜和所述激光输出镜的基底材料具体为能透过900nm 1400nm激光的玻璃或晶体材料制作的镜片，或直接镀在所述激光增益介质上的介质膜。所述谐振腔反射镜和所述激光输出镜靠近所述激光增益介质的一面具体为平面镜、凹面镜或凸面镜中的任意一种。本专利技术提供的技术方案的有益效果是本专利技术提供了一种功率比例可调的双波长或多波长激光器，通过合理选择钕离子激光器的激光输出镜参数，可以实现900nm-950nm波段的激光与其他波段激光的同时输出，根据900nm 950nm激光输出随激光增益介质温度变化灵敏的原理，通过控制激光增益介质的温度，可以改变输出激光中该波段与其他波段激光的比例，实现输出激光功率组分可调，解决了多波长固体激光器中由于增益竞争无法调节各波长功率比例的问题，极大地方便了多波长激光器的应用。附图说明图I为本专利技术提供的一种功率比例可调的双波长或多波长激光器的结构示意图；图2为本专利技术提供的一种功率比例可调的双波长或多波长激光器的另一结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下I :激光泵浦源；2 :激光传能光纤；3 :稱合系统透镜组；4 :谐振腔反射镜；5 :激光增益介质；6 :控温装置； 7 :激光输出镜。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为了扩大掺Nd3+激光器的应用范围，本专利技术实施例提供了一种功率比例可调的双波长或多波长激光器，参见图1，详见下文描述一种功率比例可调的双波长或多波长激光器，包括激光泵浦源I、耦合系统透镜组3、谐振腔反射镜4、激光增益介质5、控温装置6和激光输出镜7，其中，激光增益介质5的Nd3+掺杂浓度为0. 05% 3%;激光增益介质5的两端面镀有1040nm 1070nm波段和/或1300nm 1350nm波段的增透膜，并且激光增益介质5在900nm 950nm波段内镀有增透膜，控温装置6调节激光增益介质5的温度范围在-196 180°C之内；激光泵浦源I发出的808nm泵浦光经过耦合系统透镜组3聚焦到激光增益介质5中并吸收808nm泵浦光，激光增益介质5在谐振腔反射镜4和激光输出镜7构成的谐振腔作用下产生振荡，控温装置6调节激光增益介质5的温度，同时输出双波长或者多波长激光。其中，谐振腔反射镜4对激光泵浦源I发出的激光具有高透过率，对1040nm 1070nm波段和/或1300nm 1350nm波段具有高反射率，具有0. I % 80%的透过率；并且对900nm 950nm波段具有高反射率，具有0. 1% 10%的透过率。进一步地，为了满足实际应用中的多种需要，激光泵浦源I具体为直接输出的半导体激光器或光纤耦合输出的半导体激光器。S卩，当激光泵浦源I光纤耦合输出的半导体激光器时，本专利技术实施例还包括激光传输光纤2,激光泵浦源I发出的808nm泵浦光经过激光传输光纤2输出，再经过系统透镜组3聚焦到激光增益介本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟凯，孙崇玲，曹小龙，徐德刚，姚建铨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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