專利名稱：小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器，屬于飛秒激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從上世紀(jì)90年代開始，飛秒激光已經(jīng)在物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、通信以及大科學(xué)工程等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。對于不同的應(yīng)用領(lǐng)域和研究對象所要求的飛秒激光輸出的脈沖能量是完全不同的，特別是飛秒微加工的發(fā)展。飛秒微加工包括飛秒在金屬、無機(jī)透明介質(zhì)以及多聚物中刻寫微米乃至納米尺度的微結(jié)構(gòu)，例如打孔、切割、打標(biāo)、掩模修復(fù)、光波導(dǎo)和光柵的直接寫入、高密度光存儲等。在實(shí)際應(yīng)用中，不但需要脈沖短(＜100fs)，也需要一定的能量，例如幾百納焦到數(shù)個微焦。同時還需要較高的重復(fù)頻率。目前市場上銷售的飛秒激光器的指標(biāo)通常是幾個納焦能量、100MHz的重復(fù)頻率、脈寬小于100fs。而放大器一般是1～2kHz、有數(shù)毫焦到數(shù)百毫焦能量。即高重復(fù)頻率的激光器的輸出能量太??；而高能量的激光器的重復(fù)頻率太低。因此市場上需要一種既產(chǎn)生高能量，又工作在高重復(fù)頻率的飛秒激光器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器，該飛秒激光器實(shí)用性強(qiáng)，成本低。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的，一種小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器，其特征是在飛秒激光器的一個臂上設(shè)置多通長腔，在另一個臂上設(shè)置腔倒空，所述的多通長腔由球面反射鏡3、4構(gòu)成，所述的腔倒空是在8和10球面反射鏡的束腰設(shè)置聲光調(diào)制器9構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得高重復(fù)頻率的高峰值功率的飛秒激光脈沖.即重復(fù)頻率大于10KHz量級，獲得每個脈沖的能量大于150納焦。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1為可飽和吸收鏡；2為球面反射鏡；3、4為多通長腔的球面反射鏡、5、7、8、10為球面反射鏡；6為激光晶體；9為聲光調(diào)制器；11、12為平面反射鏡。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明本發(fā)明的主要技術(shù)有兩點(diǎn)，其中一點(diǎn)是多通長腔(MPC)技術(shù)，另一點(diǎn)是腔倒空技術(shù)。
采用球面反射鏡3、4構(gòu)成多通長腔，可使腔長增加至少1倍以上，激光器實(shí)現(xiàn)在5-20MHz低重復(fù)頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，從而獲取單脈沖能量的增加。
腔倒空技術(shù)，即在腔內(nèi)的8、10球面反射鏡的束腰中放置聲光調(diào)制器9(布喇格盒)。當(dāng)聲光調(diào)制器未加電壓時，激光腔處于高Q值狀態(tài)，激光在腔內(nèi)不斷放大，但是沒有輸出；當(dāng)腔內(nèi)光子數(shù)密度達(dá)到最大值后，突然在聲光調(diào)制器加上驅(qū)動電壓，形成超聲光柵，使腔內(nèi)激光束由于衍射而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，腔內(nèi)存儲的光子能量幾乎全部經(jīng)反射鏡19耦合輸出。這就是腔倒空技術(shù)。該技術(shù)輸出效率較高，重復(fù)頻率可達(dá)MHz量級。
腔內(nèi)色散補(bǔ)償采用啁啾鏡，即所用的反射鏡球面鏡如5、7、8和10、平面鏡11和12都可制成啁啾鏡，經(jīng)12導(dǎo)出后的脈沖還可以用棱鏡對進(jìn)行精細(xì)補(bǔ)償。
本發(fā)明采用球面鏡5和7都選用大于10cm曲率半徑，以擴(kuò)大激光晶體內(nèi)的光斑直徑，從而減小非線性效應(yīng)。用球面鏡2將激光會聚到半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)1上，由其啟動激光器的鎖模運(yùn)轉(zhuǎn)。
該類激光器的重復(fù)頻率在80～100MHz左右，單脈沖能量較低。經(jīng)放大器放大后，可獲得較高能量，但重復(fù)品率僅為10Hz～1KHz左右。
權(quán)利要求
1.一種小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器，其特征是在飛秒激光器的一個臂上設(shè)置多通長腔，在另一個臂上設(shè)置腔倒空，所述的多通長腔由球面反射鏡(3)和(4)構(gòu)成，所述的腔倒空是在(8)和(10)球面反射鏡的束腰設(shè)置聲光調(diào)制器(9)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器，屬于飛秒激光技術(shù)領(lǐng)域。該小型化高重復(fù)頻率的高能量飛秒激光器是在飛秒激光器的一個臂上設(shè)置多通長腔，在另一個臂上設(shè)置腔倒空，所述的多通長腔由兩個球面反射鏡構(gòu)成，可使腔長增加至少1倍以上；所述的腔倒空是在兩個球面反射鏡的束腰設(shè)置一個聲光調(diào)制器構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得高重復(fù)頻率的高峰值功率的飛秒激光脈沖，即重復(fù)頻率大于10KHz量級，每個脈沖能量大于150納焦。
文檔編號H01S3/00GK1588712SQ200410071940
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月15日
發(fā)明者張志剛, 柴路, 王請?jiān)? 王專, 曹士英 申請人:天津大學(xué)