專利名稱：風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及固體激光器，特別是一種風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器。
背景技術(shù)：
科學(xué)研究表明，450 530nm波段的藍(lán)綠激光在海水中的衰減最小，最大穿透深度可大于600m。利用工作在藍(lán)綠波段的激光器可以研制出用于水下目標(biāo)探測，水下通信和測距等方面的新型設(shè)備。由于NchYLiF4具有優(yōu)良的熱性能和自然雙折射效應(yīng)，可以使諧振腔在更大的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，因此可通過對NchYLiF4晶體輸出的1053nm基波進(jìn)行倍頻獲得高效穩(wěn)定可靠的526nm激光輸出。2010年，Y. B. Zhang等采用Nd = YLiF4做為激光晶體，通過腔內(nèi)倍頻獲得2. 15W的526nm綠光輸出，但是激光晶體采用熱電制冷片(TEC)散熱，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，激光器輸出功率較小且為連續(xù)輸出，實用性有限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器，該激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊，脈沖能量高，工作可靠穩(wěn)定的特點。本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種風(fēng)冷全圍態(tài)526nm脈沖激光器，特點在于其構(gòu)成包括U型諧振腔、兩端面泵浦單元和輸出耦合單元所述的U型諧振腔包括平面腔鏡和平凹腔鏡，在所述的平凹腔鏡至平面腔鏡之間依次是調(diào)Q晶體、四分之一波片、起偏片、第一平面鏡、激光晶體、第二平面鏡、平面鏡、倍頻晶體，所述的第一平面鏡和第二平面鏡對泵浦光高透，對振蕩光高反，在腔內(nèi)與振蕩光路成 45°放置，構(gòu)成U型諧振腔；所述的激光晶體為兩塊NchYLiF4晶體串接而成，并具有風(fēng)冷控溫機(jī)構(gòu)；所述的調(diào)Q晶體、四分之一波片和布儒斯特角起偏片構(gòu)成電光Q開關(guān)；所述的第一端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第一激光二極管和第一泵浦耦合透鏡組組成；第二端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第二激光二極管和第二泵浦耦合透鏡組組成； 第一激光二極管和第二激光二極管輸出的激光分別經(jīng)所述的第一平面鏡和第二平面鏡對所述的激光晶體進(jìn)行端面泵浦；由具有對基頻脈沖激光高透、倍頻光反射的所述的第三平面鏡和腔外的對倍頻光高反的第四平面鏡構(gòu)成輸出耦合單元。所述的調(diào)Q晶體為磷酸二氘鉀。所述的倍頻晶體為LiB3O5晶體。本實用新型激光器的工作過程如下第一激光二極管和第二激光二極管發(fā)出的泵浦光經(jīng)過光學(xué)耦合透鏡組和45°放置的第一平面鏡和第二平面鏡后分別聚焦在兩塊激光晶體內(nèi)部，在Q開關(guān)的共同作用下產(chǎn)生1053nm基頻脈沖激光，基頻脈沖激光經(jīng)過倍頻晶體
3產(chǎn)生526nm倍頻光，通過倍頻晶體后剩余基頻光和產(chǎn)生的倍頻光一同到達(dá)平面腔鏡并被反射，被所述的平面腔鏡反射回來的基頻光通過倍頻晶體后再次產(chǎn)生倍頻光，兩次產(chǎn)生的倍頻光由所述的第三平面鏡和第四平面鏡耦合輸出。本實用新型具有以下優(yōu)點1、采用LD端面泵浦方式，易于實現(xiàn)泵浦光和腔內(nèi)振蕩光的模式匹配，輸出光束質(zhì)量好。2、激光晶體采用具有優(yōu)良熱性能和自然雙折射效應(yīng)的NchYLiF4晶體，可以使諧振腔在更大的范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。3、NdiYLiF4晶體熒光壽命長，儲能效果好，有利于輸出高脈沖能量激光，適用于遠(yuǎn)距離水下通信。4、激光晶體采用風(fēng)冷散熱，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。5、諧振腔采用U型折疊腔，結(jié)構(gòu)緊湊，工作穩(wěn)定。

圖1為本實用新型一種風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
由圖1可以看到，本實用新型風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器的構(gòu)成包括U型諧振腔、兩端面泵浦單元和輸出耦合單元所述的U型諧振腔包括平面腔鏡3-10和平凹腔鏡3-1，在所述的平凹腔鏡3_1至平面腔鏡3-10之間依次是調(diào)Q晶體3-2、四分之一波片3-3、起偏片3_4、第一平面鏡3_5、 兩塊Nd: YLiF4晶體3-6，3-7、第二平面鏡3_8、第三平面鏡4_1、倍頻晶體3_9，所述的第一平面鏡3-5和第二平面鏡3-8對泵浦光高透，對振蕩光高反，在腔內(nèi)與振蕩光路成45°放置， 構(gòu)成U型諧振腔；所述的激光晶體為兩塊NchYLiF4晶體3_6，3-7串接而成，并具有風(fēng)冷控溫機(jī)構(gòu)；所述的調(diào)Q晶體3-2、四分之一波片3-3和布儒斯特角起偏片3_4構(gòu)成電光Q開關(guān)；所述的第一端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第一激光二極管1-1和第一泵浦耦合透鏡組1-2組成；第二端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第二激光二極管2-1和第二泵浦耦合透鏡組2-2組成；第一激光二極管1-1和第二激光二極管2-1輸出的泵浦光分別經(jīng)所述的第一平面鏡3-5和第二平面鏡3-8對所述的激光晶體進(jìn)行端面泵浦；由具有對基頻脈沖激光高透、倍頻光反射的所述的第三平面鏡4-1和腔外的對倍頻光高反的第四平面鏡4-2構(gòu)成輸出耦合單元。本實施例中，所述的平面腔鏡3-10鍍有1053nm和526nm高反膜，平凹腔鏡3_1鍍有1053nm高反膜；第一平面鏡3-5和第二平面鏡3-8與光軸成45°角，對808nm高透，對 1053nm高反，形成U型折疊腔；所述的激光晶體為兩塊帶有風(fēng)冷控溫的NchYLiF4晶體3_6， 3-7串接，端面鍍有808nm和1053nm增透膜；所述的調(diào)Q晶體KD*P3_2，四分之一波片3-3 和布儒斯特角起偏片3-4構(gòu)成電光Q開關(guān)。所述的倍頻晶體3-9為LB3O5晶體。所述的第三平面鏡4-1對1053nm高透，對526nm高反，第四平面鏡4-2對526nm高反。[0029]第一激光二極管1-1和第二激光二極管2-1發(fā)出的泵浦光經(jīng)過光學(xué)耦合透鏡組 1-2、2-2和45°放置的第一平面鏡3-5和第二平面鏡3_8后分別聚焦在兩塊激光晶體3_6、 3-7內(nèi)部，在Q開關(guān)的共同作用下產(chǎn)生1053nm基頻脈沖激光，基頻脈沖激光經(jīng)過倍頻晶體 3-9產(chǎn)生526nm倍頻光，通過倍頻晶體3_9后剩余基頻光和產(chǎn)生的倍頻光一同到達(dá)平面腔鏡3-10并被反射，被所述的平面腔鏡3-10反射回來的基頻光通過倍頻晶體3-9后再次產(chǎn)生倍頻光，兩次產(chǎn)生的倍頻光由所述的第三平面鏡4-1和第四平面鏡4-2耦合輸出。下面是本實用新型具體實施的參數(shù)泵浦源采用峰值功率60W中心波長為808nm的脈沖運轉(zhuǎn)激光二極管，泵浦周期為ans，占空比為對％。激光晶體是摻雜濃度為Iat^WNchYLiF4晶體，具體尺寸為 4X4X 12mm，端面均鍍有808nm和1053nm增透膜。電光調(diào)Q晶體為KD*P晶體。倍頻晶體為LiB3O5,采用I類相位匹配方式倍頻，具體尺寸為4X4X 12mm，兩端面均鍍有1053nm和 526nm增透膜。由所述的平凹腔鏡3-1和第一平面鏡3-5構(gòu)成的第一臂長170mm，由所述的第一平面鏡3-5和第二平面鏡3-8構(gòu)成的第二臂長60nm，由所述的第二平面鏡(3_8)和平面腔鏡3-10構(gòu)成的第三臂長170nm。所述的平凹腔鏡3-1的曲率半徑為1000mm，鍍有 1053nm高反膜，所述的第一平面鏡3-5和第二平面鏡3-8和光軸成45 °角，鍍有808nm增透膜和1053nm高反膜；所述的平面腔鏡3_10鍍有1053nm和526nm高反膜，所述的第三平面鏡4-1鍍有1053nm增透膜和526nm高反膜，所述的第四平面鏡4_2鍍有526nm高反膜。該激光器可獲得重復(fù)頻率為500Hz，最大平均功率6W，單脈沖能量為12mJ，脈寬12ns的526nm 脈沖激光輸出。綜上所述，本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊，輸出脈沖能量高，工作可靠穩(wěn)定的特點，適用于水下目標(biāo)探測，水下通信及測距等領(lǐng)域。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器，特征在于其構(gòu)成包括U型諧振腔、兩端面泵浦單元和輸出耦合單元所述的U型諧振腔包括平面腔鏡(3-10)和平凹腔鏡(3-1)，在所述的平凹腔鏡(3-1) 至平面腔鏡(3-10)之間依次是調(diào)Q晶體(3-2)、四分之一波片(3-3)、起偏片(3_4)、第一平面鏡(3-5)、兩塊NchYLiF4晶體(3-6，3-7)、第二平面鏡(3-8)、平面鏡0_1)、倍頻晶體 (3-9)，所述的第一平面鏡(3- 和第二平面鏡(3-8)對泵浦光高透，對振蕩光高反，在腔內(nèi)與振蕩光路成45°放置，構(gòu)成U型諧振腔；所述的激光晶體為兩塊NchYLiF4晶體(3-6，3-7)串接而成，并具有風(fēng)冷控溫機(jī)構(gòu)； 所述的調(diào)Q晶體(3-2)、四分之一波片(3- 和布儒斯特角起偏片(3-4)構(gòu)成電光Q開關(guān)；所述的第一端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第一激光二極管(1-1)和第一泵浦耦合透鏡組(1- 組成；第二端面泵浦單元由帶尾纖輸出的第二激光二極管(2-1)和第二泵浦耦合透鏡組(2- 組成；第一激光二極管(1-1)和第二激光二極管(2-1)輸出的激光分別經(jīng)所述的第一平面鏡(3- 和第二平面鏡(3-8)對所述的激光晶體進(jìn)行端面泵浦；由具有對基頻脈沖激光高透、倍頻光反射的所述的第三平面鏡(4-1)和腔外的第四平面鏡(4- 構(gòu)成輸出耦合單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器，其特征在于所述的調(diào)Q晶體 (3-2)為磷酸二氘鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器，其特征在于所述的倍頻晶體 (3-9)為 LiB3O5 晶體。
專利摘要一種風(fēng)冷全固態(tài)526nm脈沖激光器，激光晶體為兩塊摻釹的氟化釔鋰晶體串接，風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)。激光諧振腔采用U型腔，兩個工作在脈沖方式的激光二極管從端面泵浦Nd:YLiF4晶體，在電光Q開關(guān)的作用下產(chǎn)生1053nm基頻脈沖光，再通過三硼酸鋰晶體進(jìn)行腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生526nm脈沖綠光輸出。本實用新型激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊，輸出脈沖能量高，工作可靠穩(wěn)定的特點。
文檔編號H01S3/08GK202076671SQ201120162450
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月20日
發(fā)明者朱小磊, 王君濤, 陸婷婷 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所