專利名稱：調(diào)q單縱模激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種調(diào)Q單縱模激光器，特別是用半導(dǎo)體激光器作光泵的調(diào)Q單縱模激光器，屬于固體激光器技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的單縱模激光器，有以下幾種較好的裝置；1.超短腔單縱模激光器，腔長縮短，則縱模的頻率間隔增大，若腔短到在工作物質(zhì)的熒光譜線內(nèi)只有一個縱模可以振蕩，則實現(xiàn)了單縱模運轉(zhuǎn)。但由于腔長太短，腔內(nèi)無法加調(diào)Q元件，只能長脈沖或連續(xù)工作。且有跳?，F(xiàn)象。
2.行波腔(環(huán)行腔)激光器，由于消除了空間燒孔，再配以高精細(xì)度的標(biāo)準(zhǔn)具、參考腔，波片等元部件，可實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模工作，但目前只能連續(xù)或長脈沖工作，激光功率低。
3.腔內(nèi)加可飽和吸收體的激光器，這種被動開關(guān)，既可以作調(diào)Q元件用，又具有一定的選縱模功能，但單縱模工作幾率不高，不穩(wěn)定。
4.預(yù)激光式激光器，首先部分打開Q開關(guān)，以增加腔內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)具等選模元件的作用，隨之，通過電子線路控制，全部打開Q開關(guān)，形成調(diào)Q的單縱模脈沖輸出。這種激光器可以獲得高功率的調(diào)Q單縱模激光，但單縱模幾率不高，中心頻率穩(wěn)定性難以保證。
5.注入鎖定式激光器，通常用二極管泵浦連續(xù)工作的(也可以是長脈沖工作的)高質(zhì)量的單縱模種子脈沖(主振蕩器輸出)，然后注入具有Q開關(guān)的伺服放大器中，從而獲得高功率的調(diào)Q單縱模激光。但這種工作方式對主振蕩器要求很高，對伺服放大器的鎖定技術(shù)難度較大，腔模的匹配要求嚴(yán)格，輸出能量增大時，常出現(xiàn)頻率不能鎖定，單縱模質(zhì)量降低。
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有的調(diào)Q單縱模激光器的缺點，可直接產(chǎn)生高質(zhì)量的調(diào)Q單縱模激光，單縱模幾率為100％，且結(jié)構(gòu)緊湊容易調(diào)整不需要在腔內(nèi)加標(biāo)準(zhǔn)具波片等附加元件，也不需要復(fù)雜的電子線路進(jìn)行控制和復(fù)雜的溫控系統(tǒng)。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。利用對激光具有可飽和吸收又具有增益作用的介質(zhì)及在駐波腔內(nèi)形成“光柵”效應(yīng)。本發(fā)明的調(diào)Q單縱模激光器，用二極管激光器作為光泵，激光器和光泵之間設(shè)置一組透鏡也可省略，其特征在于激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的晶體組成，諧振腔直接鍍在晶體兩端，構(gòu)成緊湊的激光器，該晶體的朝向光泵端，具有涂膜層，能透過激勵光，又能全反射振蕩光，晶體另一端也有涂膜層，該涂膜層對振蕩光的反射率為95％，作為單縱模激光輸出端。
本實用新型調(diào)Q單縱模激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Cr，NdYAG或NdCrGSGG或GSAG或GGG晶體組成的穩(wěn)定腔或介穩(wěn)腔或非穩(wěn)腔。
本實用新型調(diào)Q單縱模激光器的光泵為AlGaAs／GaAs單量子阱激光器。
本實用新型調(diào)Q單縱模激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Cr，NdYAG晶體組成，該晶體朝向光泵端的涂膜層能透過808nm波長的激勵光，又能全反射1064nm波長的振蕩光。晶體另一端的涂膜層對振蕩光的反射率為95％。


圖1是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器實施例的示意圖。
圖2是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器性能曲線圖。
圖3是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器另一實施例的示意圖。
圖4是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器的又一實施例的示意圖。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
圖1是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器(穩(wěn)定腔)的實施例，采用對激光具有可飽和吸收又具有增益作用的單獨一塊長2至10毫米的最好5毫米左右Cr，NdYAG晶體(1)組成穩(wěn)定腔(平凹腔)，其曲面的曲率半徑為30至5000毫米，最好為80毫米，在Cr，NdYAG晶體的朝向光泵的曲面端涂有膜層，能透過808nm波長的激勵光，又能全反射1064nm波長的振蕩光。晶體的平面端的涂膜層對振蕩光的反射率為95％。這里的光泵采用AlGaAs／GaAs單量子阱激光器(2)。光泵發(fā)出的激勵光經(jīng)成形后，再用透鏡(3)聚焦于Cr，NdYAG晶體的曲面端內(nèi)，在晶體的平面端能直接輸出脈寬為3.5ns，峰值功率為2kw的調(diào)Q單縱模激光，單縱模幾率高達(dá)100％。
圖2是本實用新型圖1所示調(diào)Q單縱模激光器性能曲線圖。在808nm波長激勵光輸入能量為270μJ時，能獲得單縱模激光能量為7μJ，脈寬為3.5ns，據(jù)我們所知，這是二極管泵浦NdYAG激光器峰值功率最高的單縱模激光。
該調(diào)Q單縱模激光，在100Hz的重復(fù)頻率下，連續(xù)工作四小時，單縱模幾率保持100％，單縱模線寬達(dá)富里葉變換極限，功率特別穩(wěn)定，優(yōu)于0.2％。
圖3是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器(介穩(wěn)腔)的另一實施例，采用對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的單獨一塊長0.1至10毫米的Cr，NdYAG晶體(1a)組成介穩(wěn)腔(平－平腔)，晶體朝向光泵的一端涂有膜層，能透過808nm波長的激勵光，又能全反射1064nm波長的振蕩光。晶體的另一端的涂膜層對振蕩光的反射率為95％。這里的光泵也采用AlGaAs／GaAs單量子阱激光器(2)。
圖4是本實用新型調(diào)Q單縱模激光器(非穩(wěn)腔)的又一實施例，采用對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的單獨一塊長2至10毫米的Cr，NdYAG晶體(1b)組成非穩(wěn)腔(平凸腔)，其曲率半徑為30至5000毫米，在Cr，NdYAG晶體朝向光泵端的曲面端涂有膜層，能透過808nm波長的激勵光，又能全反射1064nm波長的振蕩光。晶體的另一端的涂膜層對振蕩光的反射率為95％。這里的光泵還是采用AlGaAs／GaAs單量子阱激光器(2)。
權(quán)利要求1.一種調(diào)Q單縱模激光器，用二極管激光器(2)作為光泵，激光器和光泵之間設(shè)置一組透鏡(3)，透鏡(3)也可省略其特征在于激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的晶體(1，1a，1b)組成，諧振腔就在晶體的兩個端面上，該晶體的朝向光泵端，具有涂膜層，能透過激勵光，又能全反射振蕩光，晶體另一端也有涂膜層，該涂膜層對振蕩光的反射率為95%，作為單縱模激光輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Cr，NdYAG晶體(1，1a，1b)組成，諧振腔就在晶體的兩個端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，所述晶體(1)組成穩(wěn)定腔，其朝向光泵的曲面端的曲率半徑為30至5000毫米長度為2至10毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，所述晶體組成介穩(wěn)腔，其長度為0.1至10毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，所述晶體組成非穩(wěn)腔，其朝向光泵的曲面端的曲率半徑為30至5000毫米，長度為2至10毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，作為光泵的二極管激光器是AlGaAs／GaAs單量子阱激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、6之一的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，Cr，NdYAG晶體朝向光泵端的涂膜層能透過808nm波長的激勵光，又能全反射1064nm波長的振蕩光。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的調(diào)Q單縱模激光器，其特征在于，激光器是由單獨一塊對激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的NdCrGSGG晶體(1，1a，1b)組成，諧振腔就在晶體的兩個端面上。
專利摘要本實用新型涉及調(diào)Q單縱模激光器，特別是用半導(dǎo)體激光器作光泵的調(diào)Q單縱模激光器，屬于固體激光器技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型的激光器由作為光泵的二極管激光器(2)，一組透鏡(3)或不設(shè)置透鏡和單獨一塊Cr、Nd:YAG晶體(1)做成的諧振腔組成，該諧振腔可為穩(wěn)定腔，介穩(wěn)腔或非穩(wěn)腔。因為既利用了所述晶體的對激光的可飽和吸收，又利用其增益作用，還利用在駐波腔內(nèi)形成“光柵”效應(yīng)，能獲得高質(zhì)量調(diào)Q穩(wěn)頻單縱模激光，激光脈寬可小于3.5ns，四小時長期工作單縱模幾率為100％。
文檔編號H01S3/10GK2175476SQ93214989
公開日1994年8月24日 申請日期1993年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月8日
發(fā)明者周壽桓 申請人:機(jī)械電子工業(yè)部第十一研究所