專(zhuān)利名稱(chēng)：Ld泵浦的激光器的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明本實(shí)用新型涉及一種激光器，特別涉及LD端面泵浦連續(xù)/脈沖高效率近紅外光、 綠光波長(zhǎng)晶體激光器。
技術(shù)背景自1960年世界上第一臺(tái)氙燈泵浦的紅寶石激光器誕生以來(lái)，各類(lèi)激光器及激光 技術(shù)發(fā)展極為迅速。1961年賈范(A. Javan)實(shí)用新型了第一臺(tái)氣體激光器(He-Ne)。1962 年出現(xiàn)了半導(dǎo)體激光器。1964年帕特爾(C. Patel)實(shí)用新型了第一臺(tái)C02激光器。1965 年貝爾實(shí)驗(yàn)室實(shí)用新型了第一臺(tái)YAG激光器。其中全固態(tài)多波長(zhǎng)激光器的發(fā)展備受矚目， 它克服了激光器輸出單一波長(zhǎng)和儀器笨重的缺陷，在諸多領(lǐng)域中都有著廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用 前景，已成為國(guó)內(nèi)外的熱門(mén)研究課題。作為全固態(tài)多波長(zhǎng)激光器，以其在可見(jiàn)光波段范圍內(nèi) 的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在激光醫(yī)學(xué)、激光彩色顯示、激光全彩色電影、大氣監(jiān)測(cè)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究中 占有重要的地位，頗有理論研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都有許多利用非線性光學(xué) 晶體進(jìn)行激光頻率變換以獲得多波長(zhǎng)激光的相關(guān)報(bào)道。例如利用摻釹釔鋁石榴石Nd:YAG 通過(guò)KTP晶體使1064nm的近紅外激光轉(zhuǎn)換為532nm的綠光，可以產(chǎn)生紅、綠波長(zhǎng)同時(shí)輸出 或單一波長(zhǎng)輸出的雙波長(zhǎng)激光器。還有中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)02117364. 8中采用燈泵浦6字腔和8 字腔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了紅、綠雙波長(zhǎng)激光的同時(shí)輸出。在上述兩項(xiàng)技術(shù)中，只能同時(shí)輸出紅、綠雙 波長(zhǎng)激光，后者采用燈泵浦方式，轉(zhuǎn)換效率低，腔型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于調(diào)節(jié)等缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種LD泵浦激光器，它連續(xù)/脈沖輸出高效率近紅外光、綠光波 長(zhǎng)激光，近紅外、綠光多波長(zhǎng)激光既可以同時(shí)輸出，也可以交替輸出，且具有轉(zhuǎn)換效率高、結(jié) 構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、調(diào)節(jié)靈活方便、功能可擴(kuò)展性、工作安全等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種LD泵浦的激光器，其主要特征是 它依次包括光學(xué)平臺(tái)，半導(dǎo)體激光泵浦，工作物質(zhì)和激光器諧振腔的第一平面反射端鏡，還 包括支架，本激光器的工作物質(zhì)吸收LD端面泵浦源輻射的能量后，形成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)分布， Nd3+在能級(jí)4F3A和4F11/2之間躍遷，產(chǎn)生1067nm波段的受激熒光輻射，輻射的熒光在相 應(yīng)的激光器諧振腔內(nèi)振蕩放大后形成穩(wěn)定的基頻光；晶體的第一端面，即作為激光器諧振 腔的第一平面全反射端鏡鍍有808nm高透、1067nm和IlSOnm高反的膜層；基頻光由平面全 反射端鏡，經(jīng)被動(dòng)式可飽和吸收調(diào)Q晶體、KTP倍頻晶體、作為激光器諧振腔的半反射面輸 出激光。在本實(shí)用新型中，激光晶體的第一端面和平凹反射輸出鏡構(gòu)成諧振腔。所述的激光電源可以通過(guò)TTL轉(zhuǎn)換在連續(xù)/脈沖兩種模式下工作。所述的半導(dǎo)體LD泵浦采用端面泵浦的方式，輸出808nm的激光。所述的工作物質(zhì)為Nd3+:KGd(W04)2能單獨(dú)完成拉曼自轉(zhuǎn)換，其具有優(yōu)良的物理、光 學(xué)、機(jī)械性能，在調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，1067nm激光在晶體中產(chǎn)生很強(qiáng)Stocks和反Stocks激光，經(jīng)倍頻后成為可見(jiàn)波段的高效率多波長(zhǎng)激光光源。所述的LD激光泵浦源的輸出波長(zhǎng)在808nm (工作在25度)，而工作物質(zhì) Nd3+:KGd(WCM)2的吸收峰之一也在808nm，這樣吸收效率很高。所述的系統(tǒng)有被動(dòng)式可飽和吸收調(diào)Q晶體，能大大提高激光的瞬時(shí)功率，且被動(dòng) 式可飽和吸收調(diào)Q晶體具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、沒(méi)有電的干擾、可獲得峰值功率為幾兆 瓦、脈寬為十幾納秒的巨脈沖等優(yōu)點(diǎn)。所述的平凹輸出鏡為紅外激光(IR)ROC = -75mm, T = 5 % atl067nm, material-BK7，對(duì)1067nm的激光具有半透半反作用，使一部分激光返回激勵(lì)工作物質(zhì)，一 部分透過(guò)，即為所需要的1067nm波長(zhǎng)的輸出激光。所述的KTP倍頻晶體，能實(shí)現(xiàn)基波(TEMJ 1067nm及IlSOnm激光倍頻的轉(zhuǎn)換。所述的連續(xù)/脈沖高效率近紅外光、綠光多波長(zhǎng)激光器即能實(shí)現(xiàn)幾種波長(zhǎng)激光的 同時(shí)輸出，也可以通過(guò)加入濾波片實(shí)現(xiàn)單一波長(zhǎng)激光的輸出。利用激光晶體的第一端面(鍍有在1067nm和1180nm高反，在808nm高透的膜層 R1067 ~99.5%, R1180-99. 1%, R808 ~ 1. 2% )作激光諧振腔的全反射面，使808nm的LD激 光透過(guò)，在腔內(nèi)使1067nm和1 ISOnm的激光幾乎全反射，這樣減少了構(gòu)成激光器諧振腔的元 件，并且使其結(jié)果更為簡(jiǎn)單緊湊，使用更為方便。本LD泵浦源驅(qū)動(dòng)的全故態(tài)激光器的工作 物質(zhì)Nd3+ = KGd@04)2能單獨(dú)完成拉曼自轉(zhuǎn)換，這樣大大提高了激光器的效率，并且使結(jié)構(gòu)更 為簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型激光器既可以實(shí)現(xiàn)近紅外、綠光波長(zhǎng)激光的同時(shí)輸出，又可以利用濾波 器裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)三種激光的交替輸出，使其使用范圍更為廣泛。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為L(zhǎng)D激光器和激光晶體吸收譜線。
具體實(shí)施方式
附圖1為本實(shí)用新型LD端面泵浦連續(xù)/脈沖高效率近紅外光、綠光多波長(zhǎng)摻釹鎢 酸鉀釓晶體激光器結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參照附圖1所示，本實(shí)用 新型的入射平凹全反射鏡的水平光路上依次設(shè)有它依次包括光學(xué)平臺(tái)1，半導(dǎo)體激光泵 浦2，工作物質(zhì)3和激光器諧振腔的第一平面反射端鏡，本激光器的工作物質(zhì)為摻釹鎢酸 鉀釓(Nd3+ KGd(W(M)2)激光晶體，摻釹濃度為4%的鎢酸鉀釓激光晶體，吸收LD端面泵浦 源⑵輻射的能量后，形成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)分布，Nd3+在能級(jí)4F3/2和4F11/2之間躍遷，產(chǎn)生 1067nm波段的受激熒光輻射，輻射的熒光在相應(yīng)的激光器諧振腔內(nèi)振蕩放大后形成穩(wěn)定的 基頻光；晶體的第一端面，即作為激光器諧振腔的第一平面全反射端鏡鍍有在808nm高透、 在1067nm(R 99. 5)和1180nm(R 99. 1)高反的膜層；基頻光由平面全反射端鏡，經(jīng)被動(dòng) 式可飽和吸收調(diào)Q晶體4、KTP倍頻晶體5、輸出鏡也作為激光器諧振腔的半反射面6輸出 激光(不同的腔長(zhǎng)、輸出鏡和是否加被動(dòng)調(diào)Q晶體等可產(chǎn)生1067nm、533nm和1180nm波長(zhǎng) 不同的激光)；支架7。摻釹鎢酸鉀激光晶體受LD泵浦激光器的激光激勵(lì)，吸收LD端面泵浦源輻射的能量后，形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，Nd3+在能級(jí)4F3/2和4F11/2之間躍遷，產(chǎn)生1067nm的熒 光，輻射的熒光在激光晶體的第一端面(鍍有在808nm高透、在1067nm(R 99. 5)和 1180nm(R ^ 99. 1)高反的膜層)和輸出鏡形成的諧振腔內(nèi)振蕩放大后形成穩(wěn)定的基頻光。 通過(guò)諧振腔腔長(zhǎng)的改變可以改變輸出的激光模式。當(dāng)腔長(zhǎng)L為64cm時(shí)，振蕩放大后形成穩(wěn) 定的1067nm的基頻；當(dāng)在激光晶體的后側(cè)插入調(diào)Q提高激光的瞬時(shí)功率、腔長(zhǎng)L為43cm時(shí) 激光晶體通過(guò)拉曼自轉(zhuǎn)換形成1180的拉曼光。 附圖2為L(zhǎng)D激光器和激光晶體的吸收譜線，LD激光器的出射譜線范圍在SOOnm 至815nm之間，而Nd+的鎢酸鉀釓激光晶體(Nd3+ KGd (W04) 2)的吸收譜線范圍正好與之相對(duì) 應(yīng)，從而Nd3+:KGd(W04)2激光晶體有很高的吸收效率。
權(quán)利要求一種LD泵浦的激光器，其特征在于它依次包括光學(xué)平臺(tái)(1)，半導(dǎo)體激光泵浦(2)，工作物質(zhì)(3)和激光器諧振腔的第一平面反射端鏡，還包括支架(7)，本激光器的工作物質(zhì)吸收LD端面泵浦源輻射的能量后，形成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)分布，Nd3+在能級(jí)4F3/2和4F11/2之間躍遷，產(chǎn)生1067nm波段的受激熒光輻射，輻射的熒光在相應(yīng)的激光器諧振腔內(nèi)振蕩放大后形成穩(wěn)定的基頻光；晶體的第一端面，即作為激光器諧振腔的第一平面全反射端鏡鍍有808nm高透、1067nm和1180nm高反的膜層；基頻光由平面全反射端鏡，經(jīng)被動(dòng)式可飽和吸收調(diào)Q晶體(4)、KTP倍頻晶體(5)、作為激光器諧振腔的半反射面(6)輸出激光。
專(zhuān)利摘要一種LD泵浦的激光器，它依次包括光學(xué)平臺(tái)，半導(dǎo)體激光泵浦，工作物質(zhì)和激光器諧振腔的第一平面反射端鏡，還包括支架，本激光器的工作物質(zhì)吸收LD端面泵浦源輻射的能量后，形成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)分布，Nd3+在能級(jí)4F3/2和4F11/2之間躍遷，產(chǎn)生1067nm波段的受激熒光輻射，輻射的熒光在相應(yīng)的激光器諧振腔內(nèi)振蕩放大后形成穩(wěn)定的基頻光；晶體的第一端面，即作為激光器諧振腔的第一平面全反射端鏡鍍有808nm高透、1067nm和1180nm高反的膜層；基頻光由平面全反射端鏡，經(jīng)被動(dòng)式可飽和吸收調(diào)Q晶體、KTP倍頻晶體、作為激光器諧振腔的半反射面輸出激光。
文檔編號(hào)H01S3/16GK201708435SQ200920120790
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月1日
發(fā)明者汪丁成, 錢(qián)培成 申請(qǐng)人:杭州日月電器股份有限公司