專利名稱：一種半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種固體激光器，尤其是涉及一種采用波羅棱鏡作為諧振腔反射 鏡以增強(qiáng)激光器的抗震動(dòng)性能。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光二極管(laser diode :LD)泵浦固體激光器具有效率高、壽命長(zhǎng)、體積 小等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在對(duì)抗震動(dòng)性能要求比較高的應(yīng)用中，波羅棱鏡是固體激光器中不可或缺的選擇 (Walter Koechner，solid-state laser engineering, Springer ；6th,rev.，2006，252)o對(duì) 于雙波羅棱鏡構(gòu)成的諧振腔，基本上采用側(cè)面泵浦；對(duì)于單波羅棱鏡構(gòu)成的線性諧振腔，為 了在與波羅棱鏡相對(duì)的一端實(shí)現(xiàn)有效的激光輸出，也需要采用對(duì)激光晶體側(cè)面泵浦的方式 (Robert S.Afzal, etc. ， IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, 2007,13(3), MAY/JUNE) 0相對(duì)于側(cè)面泵浦，端面泵浦容易實(shí)現(xiàn)泵浦光與激光模式較好的 耦合，從而提高泵浦效率，獲得橫向模式較好的激光輸出(Walter Koechner, solid-state laser engineering, Springer ；6th, rev.，2006，139)。本實(shí)用新型將端面泵浦與波羅棱鏡 結(jié)合到一個(gè)激光諧振腔中，發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一款新的性能優(yōu)越的激光諧振腔。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于波羅棱鏡的LD端面泵浦固體激光器諧振腔 設(shè)計(jì)，該諧振腔利用波羅棱鏡提高激光器的抗震動(dòng)性能，利用端面泵浦提高光泵浦效率，改 善輸出激光的橫向模式的半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器。本實(shí)用新型設(shè)有半導(dǎo)體激光器、透鏡聚焦裝置、激光晶體、偏振分束器、倍頻晶體 和波羅棱鏡；透鏡聚焦裝置與半導(dǎo)體激光器光連接，激光晶體與透鏡聚焦裝置光連接，偏振 分束器與激光晶體光連接，倍頻晶體與偏振分束器光連接，波羅棱鏡與倍頻晶體光連接；所 述激光晶體與聚焦透鏡裝置的連接端面上鍍有薄膜，所述薄膜對(duì)泵浦光透射，對(duì)激光高反， 所述薄膜與波羅棱鏡構(gòu)成激光器諧振腔的兩個(gè)反射鏡。所述半導(dǎo)體激光器、透鏡聚焦裝置、激光晶體、偏振分束器、倍頻晶體和波羅棱鏡 位于同一軸線上。所述激光晶體可采用Nd:YV04。所述倍頻晶體可采用LB0。由于本實(shí)用新型采用與倍頻晶體光連接的波羅棱鏡，而波羅棱鏡的棱一般與激光 器系統(tǒng)的水平面垂直，因此利用波羅棱鏡的光學(xué)特性，可提高激光器的抗震動(dòng)性能。由于采用與激光晶體光連接的偏振分束器，因此可通過諧振腔內(nèi)的偏振分束器， 使得基頻光是線性偏振光。由于采用I類匹配倍頻，因此倍頻光偏振方向垂直于基頻光的偏振方向，這樣，基 頻光偏振方向沿偏振分束器的透光軸，倍頻光偏振方向與偏振分束器的透光軸垂直，實(shí)現(xiàn) 倍頻光的有效輸出。這樣的諧振腔降低了對(duì)光學(xué)元件鍍膜性能的要求，只要求光學(xué)元件鍍
3對(duì)基頻光和倍頻光的增透膜，從應(yīng)用上方便了激光器的設(shè)計(jì)、制造。本實(shí)用新型特別適用于 激光晶體輸出線性偏振基頻光的情形。在本實(shí)用新型中，半導(dǎo)體激光器與激光晶體之間的透鏡聚焦裝置是可以省略的， 波羅棱鏡是可以被具有相同功能的直角棱鏡替代的。在本實(shí)用新型中，光學(xué)元件端面可以鍍相應(yīng)的薄膜以增加透射或者反射。
圖1是采用Nd:YV04作為激光晶體、LBO作為倍頻晶體的輸出532nm倍頻光的基 于波羅棱鏡的LD端面泵浦固體激光器的光路示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1給出采用Nd:YV04作為激光晶體、LBO作為倍頻晶體的輸出532nm倍頻光的基 于波羅棱鏡的LD端面泵浦固體激光器的光路示意圖，包括一個(gè)半導(dǎo)體激光器11、一個(gè)聚焦 透鏡裝置12、一個(gè)激光晶體13、一個(gè)偏振分束器14、一個(gè)倍頻晶體15和一個(gè)波羅棱鏡16。透鏡聚焦裝置12與半導(dǎo)體激光器11光連接，激光晶體13與透鏡聚焦裝置12光 連接，偏振分束器14與激光晶體13光連接，倍頻晶體15與偏振分束器14光連接，波羅棱 鏡16與倍頻晶體15光連接；所述激光晶體13與聚焦透鏡裝置12的連接端面上鍍有薄膜， 所述薄膜對(duì)泵浦光透射，對(duì)激光高反，所述薄膜與波羅棱鏡16構(gòu)成激光器諧振腔的兩個(gè)反 射鏡，所有光學(xué)元件位于同一軸線上。半導(dǎo)體激光器11首選可發(fā)出波長(zhǎng)為808nm的激光作為泵浦光，聚焦透鏡裝置12 可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，其功能是完成對(duì)半導(dǎo)體激光器11發(fā)出的光的收集、整形、匯聚，使得 在激光晶體13傳輸?shù)谋闷止馀c激光腔內(nèi)震蕩的激光模式匹配，實(shí)現(xiàn)最佳匹配。激光晶體13 接近聚焦透鏡裝置12的端面鍍有對(duì)泵浦光的增透膜，對(duì)基頻1064nm光和倍頻532nm光的 高反膜，作為激光器諧振腔的一個(gè)反射鏡。激光晶體13可以采用a切割的Nd: YV04，并且使 激光晶體的c軸平行于激光器系統(tǒng)的水平面。這樣使得基頻光的偏振方向在水平方向。偏 振分束器14的透光軸在水平方向，這樣基頻光可以順利地通過偏振分束器。倍頻晶體15 首選I類倍頻的LB0，這樣倍頻光的偏振方向與基頻光的偏振方向垂直，當(dāng)倍頻光傳播到偏 振分束器14時(shí)，被全部反射形成輸出。波羅棱鏡16的棱首選垂直于激光器系統(tǒng)的水平面， 這樣可以增強(qiáng)水平方向的抗震動(dòng)性能。波羅棱鏡16的入射面鍍對(duì)基頻光和倍頻光的增透 膜，基頻光和倍頻光經(jīng)波羅棱鏡16的后端面兩次全反射后沿入射方向返回，基頻光經(jīng)過倍 頻晶體15后完全透過偏振分束器14，倍頻光則被偏振分束器14反射形成有效輸出。在波 羅棱鏡16的后端面全反射時(shí)，由于基頻光和倍頻光的偏振光向都在反射的本征平面內(nèi)，反 射時(shí)不會(huì)造成附加的相位差，從而保持了原來的偏振特性。上述的首選實(shí)施方式的文字描述和附圖只是對(duì)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行說明和描 述，而并非要對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地 想到，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范疇的前提下，本實(shí)用新型所涉及的半導(dǎo)體激光器泵 浦的固體激光器還有其它的修改和替代方案。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器，其特征在于設(shè)有半導(dǎo)體激光器、透鏡 聚焦裝置、激光晶體、偏振分束器、倍頻晶體和波羅棱鏡；透鏡聚焦裝置與半導(dǎo)體激光器光 連接，激光晶體與透鏡聚焦裝置光連接，偏振分束器與激光晶體光連接，倍頻晶體與偏振分 束器光連接，波羅棱鏡與倍頻晶體光連接；所述激光晶體與聚焦透鏡裝置的連接端面上鍍 有薄膜，所述薄膜對(duì)泵浦光透射，對(duì)激光高反，所述薄膜與波羅棱鏡構(gòu)成激光器諧振腔的兩 個(gè)反射鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器，其特征在于所述 半導(dǎo)體激光器、透鏡聚焦裝置、激光晶體、偏振分束器、倍頻晶體和波羅棱鏡位于同一軸線 上。
專利摘要一種半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器，涉及一種固體激光器。提供一種基于波羅棱鏡的LD端面泵浦固體激光器諧振腔設(shè)計(jì)，該諧振腔利用波羅棱鏡提高激光器的抗震動(dòng)性能，利用端面泵浦提高光泵浦效率，改善輸出激光的橫向模式的半導(dǎo)體激光二極管端面泵浦固體激光器。設(shè)有半導(dǎo)體激光器、透鏡聚焦裝置、激光晶體、偏振分束器、倍頻晶體和波羅棱鏡；透鏡聚焦裝置與半導(dǎo)體激光器光連接，激光晶體與透鏡聚焦裝置光連接，偏振分束器與激光晶體光連接，倍頻晶體與偏振分束器光連接，波羅棱鏡與倍頻晶體光連接；所述激光晶體與聚焦透鏡裝置的連接端面上鍍有薄膜，薄膜對(duì)泵浦光透射，對(duì)激光高反，薄膜與波羅棱鏡構(gòu)成激光器諧振腔的兩個(gè)反射鏡。
文檔編號(hào)H01S3/0941GK201927881SQ201120011889
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者王曉忠, 蔡志平, 馬震 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)