專利名稱：一種自鎖模激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及激光器領(lǐng)域。
目前世界上包括鈦寶石激光器，Cr:LiSAF激光器，Cr:YAG激光器，摻鉻鎂橄欖石激光器等所實(shí)現(xiàn)的自鎖模均是采用連續(xù)激光器泵浦實(shí)現(xiàn)的(“60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti:sapphire laser”,Opt.Lett.,1991,16:42,D.E.Spence,P.N.Kean,W.Sibbett)，因此是連續(xù)狀態(tài)下的自鎖模。這種類型的自鎖模激光器產(chǎn)生的單脈沖能量極小，如果單脈沖能量需要放大，放大級(jí)又需要采用脈沖激光器泵浦，這使得啁啾脈沖放大系統(tǒng)復(fù)雜化(“1.1-J,120-fs laser system based on Nd:glass pumped Ti:sapphire”,Opt.Lett.,1996,8:603,J.Bonlie,D.F.Price,W.E.White)。
本發(fā)明的目的就在于在脈沖激光器泵浦下實(shí)現(xiàn)自鎖模，可以免去相對(duì)龐大的連續(xù)激光器，同時(shí)輸出單脈沖能量高。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，脈沖激光器1產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)聚焦系統(tǒng)2聚焦于激光介質(zhì)7上。自鎖模激光器是由球面反射鏡3、4，平面反射鏡5、6組成的Z字型四鏡折疊激光腔，其中平面反射鏡6是有部分透射的輸出鏡。自鎖模需要通過調(diào)整聚焦系統(tǒng)2和激光介質(zhì)7的距離，以及球面反射鏡3、4和激光介質(zhì)7的距離而獲得。
出于脈沖自鎖模激光器空間緊湊性的考慮，也可以把上述自鎖模激光器排布成X字型四鏡折疊腔。
為了獲得兩路同步的超短脈沖輸出，一路輸出作為泵浦信號(hào)，另一路作為探測信號(hào)，可以把上述自鎖模激光器設(shè)計(jì)成環(huán)形腔自鎖模激光器。
某些激光介質(zhì)的非線性折射率太小，自身的自聚焦效應(yīng)不足以實(shí)現(xiàn)自鎖模，或者能夠?qū)崿F(xiàn)自鎖模，但自鎖模難以自啟動(dòng)，均可采用非線性折射率較大的輔助非線性介質(zhì)實(shí)現(xiàn)自鎖模的自啟動(dòng)，可以把非線性折射率較大的非線性介質(zhì)10置于上述自鎖模激光器的球面反射鏡8、9之間，形成一個(gè)小共焦腔，整個(gè)自鎖模激光腔變成由球面反射鏡3、4、8、9和平面反射鏡5、6組成的六鏡折疊腔。
脈沖激光器1可采用電光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器，或者聲光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器，或者采用輸出波長為670nm的半導(dǎo)體激光器。
激光介質(zhì)7可采用摻鈦藍(lán)寶石，或者是Cr:LiSAF，或者是Cr:LiSGAF。
本發(fā)明用脈沖激光器替代相對(duì)龐大的連續(xù)激光器作為泵浦源實(shí)現(xiàn)自鎖模，自鎖模激光器輸出單脈沖能量高。
現(xiàn)對(duì)附圖作簡要說明

圖1是脈沖激光器泵浦的Z字型自鎖模激光器示意圖；圖2是脈沖激光器泵浦的X字型自鎖模激光器示意圖；圖3是脈沖激光器泵浦的環(huán)形腔自鎖模激光器示意圖；圖4是脈沖激光器泵浦的六鏡腔自啟動(dòng)自鎖模激光器示意圖；實(shí)施例1，如圖1所示，脈沖激光器1采用電光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器，激光介質(zhì)7采用摻鈦藍(lán)寶石，Nd:YAG倍頻激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過聚焦系統(tǒng)2泵浦由3、4、5、6四鏡組成的Z字型自鎖模激光器，其中3、4是球面反射鏡，用以在激光介質(zhì)7內(nèi)形成激光束腰，產(chǎn)生較大的光功率密度，從而獲得較強(qiáng)的自聚焦效應(yīng)以形成自鎖模，輸出鏡6鍍部分反射膜，從輸出鏡6輸出一較寬的脈沖包絡(luò)，仔細(xì)調(diào)整聚焦系統(tǒng)2和激光介質(zhì)7的距離以及球面反射鏡3、4和激光介質(zhì)7之間的距離，可以發(fā)現(xiàn)輸出包絡(luò)中排列著整齊的鎖模脈沖序列。
實(shí)施例2，如圖2所示，山于空間合理性考慮，自鎖模激光器被排布成X字型四鏡折疊腔。脈沖激光器1采用輸出波長為670nm的半導(dǎo)體激光器，激光介質(zhì)7采用Cr:LiSAF，仍然從輸出鏡6輸出整齊的鎖模脈沖序列。
實(shí)施例3，如圖3所示，脈沖激光器泵浦環(huán)形腔自鎖模激光器時(shí)，輸出鏡6既能輸出順時(shí)針方向的自鎖模脈沖序列，又能輸出逆時(shí)針方向的自鎖模脈沖序列，甚至還能輸出兩個(gè)方向的自鎖模脈沖序列。當(dāng)兩個(gè)方向的鎖模脈沖序列同時(shí)輸出時(shí)，一路信號(hào)可以作為探測用，另一路信號(hào)可以作為泵浦用，可用于精確測量光致熒光。脈沖激光器1采用聲光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器，激光介質(zhì)7采用摻鈦藍(lán)寶石。
實(shí)施例4，如圖4所示，在自鎖模激光器腔內(nèi)再安排一個(gè)小共焦腔，由球面反射鏡8、9和非線性折射率較大的非線性介質(zhì)10組成，非線性介質(zhì)10雖然不作為激光介質(zhì)，但是它使非線性折射率較小的激光介質(zhì)7易于實(shí)現(xiàn)自鎖模，或者使非線性折射率較大的激光介質(zhì)的自鎖模容易自啟動(dòng)，脈沖激光器1采用輸出波長為670nm的半導(dǎo)體激光器，激光介質(zhì)7是Cr:LiSGAF。
權(quán)利要求
1．一種自鎖模激光器，由脈沖激光器(1)，聚焦系統(tǒng)(2)，球面反射鏡(3)、(4)，平面反射鏡(5)、(6)和激光介質(zhì)(7)組成，其特征在于采用脈沖激光器泵浦Z字型四鏡折疊腔實(shí)現(xiàn)自鎖模，獲得超短脈沖輸出。
2．一種自鎖模激光器，由脈沖激光器(1)，聚焦系統(tǒng)(2)，球面反射鏡(3)、(4)，平面反射鏡(5)、(6)和激光介質(zhì)(7)組成，其特征在于采用脈沖激光器泵浦X字型四鏡折疊腔實(shí)現(xiàn)自鎖模，獲得超短脈沖輸出。
3．一種自鎖模激光器，由脈沖激光器(1)，聚焦系統(tǒng)(2)，球面反射鏡(3)、(4)，平面反射鏡(5)、(6)和激光介質(zhì)(7)組成，其特征在于采用脈沖激光器泵浦環(huán)形腔實(shí)現(xiàn)自鎖模，獲得超短脈沖輸出。
4．一種自鎖模激光器，由脈沖激光器(1)，聚焦系統(tǒng)(2)，球面反射鏡(3)、(4)，平面反射鏡(5)、(6)，激光介質(zhì)(7)，球面反射鏡(8)、(9)以及非線性介質(zhì)(10)組成，其特征在于采用脈沖激光器泵浦六鏡折疊腔實(shí)現(xiàn)易于自啟動(dòng)的自鎖模，獲得超短脈沖輸出。
5．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的脈沖激光器(1)是電光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器。
6．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的脈沖激光器(1)是聲光調(diào)Q納秒Nd:YAG倍頻激光器。
7．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的脈沖激光器(1)是輸出波長為670nm的半導(dǎo)體激光器。
8．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的激光介質(zhì)(7)是摻鈦藍(lán)寶石。
9．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的激光介質(zhì)(7)是Cr:LiSAF。
10．如權(quán)利要求1至4所述的自鎖模激光器，其特征在于所說的激光介質(zhì)(7)是Cr:LiSGAF。
全文摘要
一種自鎖模激光器,涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及激光器領(lǐng)域。它采用脈沖激光器泵浦自鎖模激光器實(shí)現(xiàn)自鎖模,免去了相對(duì)龐大的連續(xù)激光器,輸出單脈沖能量高,輸出鎖模脈沖的脈寬和連續(xù)激光器泵浦時(shí)的水平相當(dāng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)激光器自鎖模的自啟動(dòng)。
文檔編號(hào)H01S3/098GK1233869SQ9810816
公開日1999年11月3日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者蔣捷, 張雨東, 莊欣欣, 崔傳鵬, 吳柏昌 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所