蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，涉及一种激光器。提供一种蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，该激光器利用直接下转换的方式获得698nm深红光激光，其结构紧凑、转换效率高，有很大的应用潜力。在一光路上依次设有半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜，所述半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜位于同一光轴，所述半导体激光器为中心波长为444nm的蓝光激光二极管，所述激光介质为掺镨氟化钇锂晶体；所述平面输入镜、激光介质和平凹输出镜构成平凹稳定腔结构。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种激光器，特别是涉及ー种直接采用下转换机制的蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器。
技术介绍
深红光激光在激光显示、光学存储、激光医疗、光谱学等领域有着广泛应用。采用深红色激光作为激光显示的光源，能获得较大的显示色域，使显示图像更加饱满鲜艳。特别的，波长为698nm的窄线宽深红色激光可以作为锶原子钟的探測光源，对远距离遥控导航、宇宙常数測量有重要的意义。 然而，目前，工作在698nm的激光器报道很少。获得此波长附近的激光器的技术方法主要由以下几种I.直接辐射红光的激光二极管。目前商用的已有很多工作在660_670nm的激光ニ极管，但直接辐射698nm深红激光的ニ极管未有报导。此类激光器通过控制半导体材料的组分(如InGaAsP)来控制波长，泵浦能量由外部电流注入提供，其优点是易于集成，缺点是输出激光线宽较宽，光束质量差。2.利用可调谐激光技木。此类技术利用激光材料的宽带增益，附帯精密的波长选择器件来选择某个波长的输出。如美国Newport公司生产了ー种基于掺钛蓝宝石的宽带可调谐的连续输出激光器3900S,调谐范围为675 IIOOnm(见http://www. newport. com);德国Toptica公司亦生产了基于半导体的宽带可调谐激光器DL100(见http://www. toptica.com)，其调谐范围包含632 1770nm。其中，前者采用闪光灯或者绿光激光器泵浦，后者采用电注入来泵浦。此类激光器使用的増益材料拥有宽带增益，再通过精密波长选择器件(如Littrow光柵)选择出某个波长的激光输出。拥有宽带增益的材料往往增益截面积较小，激光阈值较高；精密波长选择器件的使用引入插入损耗，降低了激光器的效率，同时对激光器的机械设计提出很高的要求，使得整体激光器结构复杂，成本高昂。3.利用固体激光器倍频技木。这是获得高光束质量的红色激光的最常用技术，经文献检索，目前仍未有工作于698nm的固体激光倍频激光器。此类最典型的技术是利用エ作与800nm附近的半导体激光器泵浦掺钕增益介质(如Nd: YAG、Nd: YVO4、Nd: YLF、NdiGdVO4等)，先获得工作于I. 3 μ m附近的红外激光，有时也利用可调谐技术将红外激光微调到所需波长。再利用倍频晶体(如KTP、LB0、PPLN等)将此激光倍频，从而获得红光激光。此类激光器是通过“红外半导体激光器泵浦掺钕介质，从而获得红外固体激光” + “红外固体激光倍频”两步实现的红光激光器，倍频技术引入了非线性过程，不仅对温度、角度等环境因素非常敏感，而且多出的一次频率转换大大限制了激光效率的提高；同吋，激光器结构复杂，成本较高。除以上技术外，利用掺镨增益介质，可获得直接下转换方式的红光激光。目前，激光二极管泵浦的掺镨激光器仅报道的红光输出波长有640nm、721nm、747nm、662nm(见參考又献 I F. Cornacchia, A. Di Lieto, M. TonelIi, A. Richter, E. Heumann, andG. Huber, “Efficient visible laser emission of GaN laser diode pumped Pr-dopedfluoride scheelite crystals, ” Opt. Express 16, 15932-15941 (2007);參考文献 2 :M. Fibrich, H. Jelinkova, J. Sulc3K. Nejezchleb, andV. Skoda,/^Visible cw laser emissionGaN-diode pumped Pr:YAlO3 crystal, ^Appl. Phys. B 97, 363-367(2009);參考文献 3:M. Fibrich, H. Jelinkova, J. Sulc, K. Nejezchleb, and V. §koda,“Pr:YAlO3 micochip laserat 662nm，’’Laser Phys. Lett. 8，116-119 (2011) ·)。然而，目前有关掺镨激光器的研究基本还停留在实验室阶段，且激光二极管泵浦的掺镨激光器实现的698nm红光激光器仍未见报道。汉堡大学激光物理研究所曾研制了此波长附近的染料激光器泵浦掺镨脉冲激光器(见參考文献 4 :T. Danger, T. Sandrock, E. Heumann, G. Huber, and B. Chai, “Pulsed laseraction of PriGdLiF4 at room temperature, ”AppI. Phys. B 57, 239-241 (1993).)，并对其有性能报道。但其激光器只能输出ー个个的脉冲，不能实现连续稳定输出；并且采用染料激光器或者氩离子激光器泵浦，直接导致激光器体积复杂，依赖复杂的水冷装置，稳定性差，效率低下，且染料激光器寿命较低
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服当前波长为698nm附近的激光器效率低、体积复杂、成本较高、光束质量欠佳等缺点，提供ー种蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，该激光器利用直接下转换的方式获得698nm深红光激光，其结构紧凑、转换效率高，有很大的应用潜力。本专利技术在一光路上依次设有半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜，所述半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜位于同一光轴，所述半导体激光器为中心波长为444nm的蓝光激光二极管，所述激光介质为掺镨氟化钇锂晶体(以下简称Pr:YLF);所述平面输入镜、激光介质和平凹输出镜构成平凹稳定腔结构。所述泵浦源泵浦掺镨氟化钇锂(Pr:YLF)晶体采用蓝光半导体激光器，所述半导体激光器为中心波长为444nm的蓝光激光二极管；所述平面输入镜镀制444nm高透过率及698nm高反射率(R>99. 5)的介质膜，所述平凹输出镜镀制698nm部分透射(T〈5%)的介质膜，并且2个介质膜保持在640nm和720nm足够高的透射率。本专利技术采用直接下转换机制获得红光激光，不采用任何倍频器件。采用蓝光半导体激光器作为泵浦源泵浦掺镨氟化钇锂(Pr:YLF)晶体，使镨离子完成基态到3P2能级的跃迁，接着镨离子从％能级弛豫到3Ptl能级，最終在3Ptl能级一3F3能级的直接下转换跃迁中获得698nm深红光激光。本专利技术通过上述的腔体膜系设计，在Pr:YLF晶体中首次实现了蓝光二极管泵浦的698nm深红光激光输出，单管泵浦条件下连续运转功率最高达156mW，这在掺镨激光器领域有重要的学术意义和应用价值。本专利技术的突出效果将在具体实施方式中加以说明。附图说明图I为本专利技术实施例的结构示意图。图2为本专利技术实施例的蓝光激光二极管泵浦698nm激光输出功率与吸收泵浦激光功率的关系曲线。对应平凹输出镜在698nm处的透射率为O. 5%。图3为本专利技术实施例的蓝光激光二极管泵浦698nm激光输出功率与吸收泵浦激光功率的关系曲线。对应平凹输出镜在698nm处的透射率为0.9%。横坐标为吸收功率(mW)，纵坐标为输出功率(mW)。图4为本专利技术实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，其特征在于在一光路上依次设有半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜，所述半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜位于同一光轴，所述半导体激光器为中心波长为444nm的蓝光激光二极管，所述激光介质为掺镨氟化钇锂晶体；所述平面输入镜、激光介质和平凹输出镜构成平凹稳定腔结构。
【技术特征摘要】
1.蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，其特征在于在一光路上依次设有半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜，所述半导体激光器、准直透镜、聚焦透镜、平面输入镜、激光介质和平凹输出镜位于同一光轴，所述半导体激光器为中心波长为444nm的蓝光激光二极管，所述激光介质为掺镨氟化钇锂晶体；所述平面输入镜、激光介质和平凹输出镜构成平凹稳定腔结构。2.如权利要求I所述的蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器，其特征在于所述泵浦源泵浦掺镨氟化钇锂晶体采用蓝...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志平，刘哲，曾承航，黄舜林，周敏，王风娟，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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