專利名稱：全固化單頻倍頻激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種激光器，具體是一種半導體激光(LD)泵浦單頻倍頻運轉的連續(xù)固體激光器。
八十年代中期以來，隨著半導體激光器實用化水平的提高，半導體激光器泵浦的固體激光器得到迅猛發(fā)展。該類器件不僅使固體激光器真正實現(xiàn)了全固化，而且具有高效率、長壽命、結構緊湊、頻率穩(wěn)定等其它激光器不可比擬的優(yōu)點。國內外的研究部門和廠商紛紛研制性能各異的全固化激光器，并迅速在激光器市場上占有一席之地，大有取代其它激光器的趨勢。特別是半導體激光泵浦的全固體化單頻激光器，以其優(yōu)良的特性廣泛應用于光譜，相干通信，激光雷達，引力波探測，二次諧波產生，參量振蕩，及壓縮態(tài)光場產生等領域。
端面泵浦中小功率的LD大都采用一維陣列激光二極管，它的發(fā)光面長從100μm到500μm，寬為1μm，輸出功率從幾百毫瓦到四五瓦。它的發(fā)散角在x、y不對稱，一般垂直于結平面方向發(fā)散角為34°，平行于結平面方向發(fā)散角為10°。對LD光束整形通常采用一準直透鏡和一聚焦透鏡，因LD發(fā)光面和發(fā)散角的不對稱，使進入增益介質的泵浦光尺寸較大且呈橢圓狀，將影響整個激光器的最終轉換效率。根據(jù)LD發(fā)光面和發(fā)散角的不對稱性，可在準直透鏡和聚焦透鏡之間加一擴束棱鏡對，實現(xiàn)整個整形系統(tǒng)的x、y方向不同的放大倍數(shù)，可達到較好的泵浦尺寸，但棱鏡對較難調整且損耗較大。
端面縱向泵浦的固體激光器易于實現(xiàn)單橫模輸出，現(xiàn)已采用多種方法使該器件達到單縱模運轉(戴特力編著《半導體二極管泵浦固體激光器》四川大學出版社，1993)。例如用扭轉模腔，短腔諧振，利用標準具選模，利用具有高吸收系數(shù)的激光介質短程吸收泵浦光等。但只有利用環(huán)形諧振腔，通過在諧振腔中插入光學單向器使激光器單向運轉，才可以實現(xiàn)精密的選模，從而達到理想的頻率穩(wěn)定性。早期，人們設計出激光二極管泵浦的單塊非平面環(huán)形激光器，這種設計把單向環(huán)行諧振腔做在單塊NdYAG激光晶體內，除輸出耦合鏡外，其它三個反射面利用內全反射，并利用NdYAG晶體本身作為法拉弟旋轉器。由于該諧振腔的內腔損耗降至最小，因而激光器的泵浦閾值可降至5mW以下，并且這種激光器的頻率極穩(wěn)定。但人們逐漸發(fā)現(xiàn)由分離元件組成的環(huán)形激光器亦有其不可比擬的優(yōu)點。這種激光器易于構成、調節(jié)，而且可以在諧振腔內插入各種元件，使激光器以不同方式運轉。環(huán)行腔實現(xiàn)穩(wěn)定的單頻輸出，高的轉換效率，在腔形設計上要求嚴格，尤其對內腔倍頻來說，因腔內加入倍頻晶體而引入非線性損耗，偏振光的退偏損耗等，使激光器得到穩(wěn)定的單頻綠光輸出相當困難。
本發(fā)明的目的在于設計一種整體轉換效率高、單頻運轉穩(wěn)定的全固化單頻倍頻固體激光器。
本發(fā)明所提供的全固化單頻倍頻激光器，由半導體激光器、泵浦光整形系統(tǒng)和環(huán)行諧振腔組成，腔內放入激光增益介質和倍頻晶體，其特征在于整形系統(tǒng)是由一自聚焦透鏡、柱面鏡及聚焦透鏡組成，環(huán)行諧振腔是由四鏡八字腔組成。
所述的整形系統(tǒng)是由一自聚焦透鏡、兩正交柱面鏡及聚焦透鏡組成。自聚焦透鏡在靠近LD一端為凸面，另一端為平面。自聚焦透鏡一端的凸面是為了減小透鏡的球差，增大收光角，從而增強自聚焦透鏡的聚光能力，獲得較小聚焦光斑尺寸。自聚焦透鏡的放大倍數(shù)與距LD發(fā)射端面的距離有關，而在LD發(fā)射端面前有一鍍增透膜的保護窗片，因此窗片的厚度和位置決定了自聚焦透鏡的放大倍數(shù)。在自聚焦棒輸出端面后約1.3mm處有一會聚點。對于4W激光器，垂直y方向由34°變?yōu)?°，水平x方向變?yōu)?8°，從中算出自聚焦透鏡y方向放大倍數(shù)為0.18×，x方向2.3×。自聚焦透鏡x、y方向對稱光學元件實現(xiàn)x、y方向不同的放大，這與有的整形系統(tǒng)使用一棱鏡對擴束實現(xiàn)x、y方向不同的放大有著異曲同工之妙。其后使用兩個正交放置的柱面鏡，將LD輸出激光的x、y方向分別整形為近似平行光，最后通過一大口徑的聚焦透鏡對泵浦光進行聚焦。
所述的環(huán)行諧振腔采用四鏡環(huán)行腔，由兩個平面鏡和兩個凹面鏡構成，這樣光束在腔內可形成兩個腰斑，可以分別進行倍頻和泵浦模式匹配。兩凹面鏡曲率小，它們之間形成一個較小的腰斑，可使KTP晶體達到最大的非線性轉換效率。兩平面鏡之間也存在一個腰斑，此腰斑與泵浦腰斑相匹配達到最佳的模式腰斑尺寸。
在設計半導體激光泵浦的固體激光器中，決定激光效率和輸出功率的一個最重要參數(shù)是泵浦光束與激光模式在增益介質的交疊度。優(yōu)化后的腔內激光模式尺寸決定了環(huán)行諧振腔結構尺寸。NdYVO4晶體的吸收長度約為1.8mm，NdYAG和NdYAP吸收長度略長。經過數(shù)值計算焦平面應位于進入晶體平面1mm處最好。4W LD經整形系統(tǒng)后最小平均腰斑尺寸為35.4μm，橢圓度為0.112。根據(jù)帶有空間變量速率方程出發(fā)根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件和一級近似，得到最大的功率輸出時最佳的腔內模式腰斑尺寸為230μm。整形系統(tǒng)最后的聚焦透鏡焦距為50mm，泵浦光的聚焦點在距輸入鏡30mm處，因此調整四個腔鏡的位置使兩平面鏡之間的腔模腰斑和泵浦光的聚焦點重合，且重合點在增益介質中距前端面500μm～2mm處。增益介質前端面鍍有泵浦光和紅外雙增透膜，另一端為紅外增透膜。
在一定的內腔功率條件下，倍頻轉換效率隨倍頻晶體中的腰斑的減小而增加，當光束腰斑尺寸對應的共焦長度小于等于倍頻晶體的長度時，光束在晶體內有很大程度的發(fā)散而降低了光強，以及倍頻晶體的走離效應，都減弱了二次諧波產生，所以合理的情形是將光束聚焦到光束的腰斑對應的共焦長度等于倍頻晶體的長度。在適當?shù)臈l件下，可以將激光器的全部可應用的功率以頻率為而2ω不是ω的波抽取出來。假定在各給定泵浦條件下，當輸出鏡面具有(最佳的)百分之三的透射率時，功率輸出可達極大值，用一個對ω具有百分之百反射率的鏡面取代輸出鏡面，并在諧振腔內放置一個非線性晶體，如果此時每穿行一次由ω到2ω的轉換效率是百分之三，該臺激光器就又還原到原來那樣的最佳狀態(tài)，只不過以前的損耗是由于功率經過輸出鏡面而耦合出去，現(xiàn)在的功率損失是由于二次諧波產生，因而產生的2ω功率就等于以前經過鏡面耦合出去的激光功率，這樣一來就相當于激光器原來所能供應的總功率完全轉換給二次諧波。在設計時合理選擇倍頻晶體的長度，倍頻晶體放置在環(huán)行諧振腔兩凹面鏡之間的腔模腰斑的正中，腔模的共焦長度略大于或等于倍頻晶體的長度。
當泵浦光激勵激光增益介質時，一部分產生了所希望的粒子數(shù)反轉數(shù)，余下部分，由于無輻射躍遷，基質的直接吸收及對粒子數(shù)反轉無貢獻的激活粒子躍遷以熱的形式耗散在工作物質中，使工作物質產生溫升、熱聚焦及雙折射等物理效應，這些效應可近似等效為一正的熱透鏡，這嚴重地影響了激光器的性能。為了補償熱透鏡可在棒端磨成有一定曲率凹面以消除熱透鏡影響，然而這種方法只有在整個運轉中熱焦距保持不變的情況下，TEM00模才能得到改善，但熱焦距稍有偏離，光束特性就立刻變壞。在腔形設計時，采用熱不靈敏腔，保證在一定腔形時，光束發(fā)散角和模體積對于激光棒的平均熱焦距的變化是不靈敏的，熱不靈敏條件為|A+D|＝0。所以，在激光器腔形設計時，可適當選取參數(shù)，以改善激光器由于泵浦而帶來的熱效應。
在YVO4+KTP單頻激光器中倍頻晶體選用按II類相位匹配方向切割的KTP晶體。NdYVO4是單軸晶體，其平行與光軸(即c軸)方向的激光發(fā)射截面是垂直于光軸方向的4倍，輸出是平行于光軸的線偏振光。KTP的快軸與NdYVO4的光軸成45°角(II類相位匹配KTP晶體倍頻時的相位匹配的要求)。KTP是雙軸晶體，放在腔內起一個波片的作用，因此必須控制KTP晶體的溫度使它對基波充當一個全波片的作用，以減小KTP晶體對基波退偏而引入的損耗。在設計激光器諧振腔時，要認真選取內腔元件盡量引入小的損耗，使非線性損耗占主導地位。內腔倍頻與基波輸出在腔形設計上有著很大的不同。設計基頻輸出諧振腔時，由于輸出耦合鏡在很寬頻段內透射率是不變的，所以對正反方向的光波引入的損耗是相同的，在腔內加入一些元件正反方向引入很小損耗差，腔內就可單向運轉單頻輸出。例如，腔內加一聲光調制器正反方向的光波引入的損耗差為0.02％，這足夠使腔內光波單向運轉。但在內腔卻不同，從前面內腔倍頻理論分析看出倍頻引入的非線性損耗與腔內基波功率有關，腔內起振方向的基波非線性損耗大，另一個方向小，所以非線性損耗也是一種損耗差。腔內總的損耗差＝單向器引入損耗差-非線性損耗差。在內腔倍頻腔形設計上要使單向器引入損耗差大于非線性損耗。
NdYAP為雙軸晶體，所使用NdYAP棒為沿b軸方向拉制的，對于b軸取向的NdYAP晶體棒而言，偏振方向平行于c軸的1.08μm譜線增益最強，因此它與NdYVO4晶體實現(xiàn)單頻運轉的機理一致。
NdYAG晶體是均勻加寬介質，在環(huán)行激光器中，使激光器單向運轉，消除空間燒孔效應，使激光器實現(xiàn)單縱模運轉，通常在激光器中加入光學單向器，不引入正向傳播激光的損耗，而增大反向傳播激光的偏振損耗，來迫使激光器單向運轉。通常光學單向器由起偏檢器，法拉第旋轉器，二分之一波片組成，為了盡可能降低激光器的內腔損耗并使激光器結構簡單緊湊，我們設計出四鏡非平面環(huán)行諧振腔，利用正反向傳播的激光在腔內傳播一周后產生的彼此反向的偏振方向旋轉，來代替二分之一波片，并將磁場加在NdYAG激光晶體上，利用NdYAG晶體微弱的法拉第效應，使正反向傳播的激光產生彼此同向的偏振方向旋轉，來代替通常將磁場加在TGG旋光晶體上構成的法拉第旋轉器。設計中可以通過調節(jié)非平面角，降低正向傳播激光的偏振損耗，增大反向傳播激光的偏振損耗，迫使激光器單向運轉，得到單頻激光輸出。
本發(fā)明設計的全固化單頻固體激光器與已報道的單頻固體激光器相比有以下優(yōu)點1.它由分離元件組成，易構成、易調節(jié)。
2.整形系統(tǒng)對泵浦光束的整形效果好，能與腔模實現(xiàn)最佳空間交疊匹配，提高激光的轉換效率且能得到好的激光模式。
3.本發(fā)明采用四鏡環(huán)行腔，腔內形成兩個腰斑，一個進行泵浦光與腔模最大空間交疊匹配，另一個進行最佳倍頻轉換，使激光器泵浦閾值降低，倍頻轉換效率提高。
4.腔形上考慮了熱不靈敏條件，使激光器輸出更加穩(wěn)定。
5.考慮了內腔倍頻與紅外單頻運轉的不同，認真設計了內腔倍頻的單頻輸出，實現(xiàn)了長時間穩(wěn)定的單頻綠光輸出而不跳模。
總之，該激光器整體轉換效率高、單頻運轉穩(wěn)定。
附圖的簡要說明

圖1、本發(fā)明NdYVO4+KTP(二類臨界匹配)單頻倍頻激光器的結構示意圖。
圖2、本發(fā)明NdYAG+KTP(二類臨界匹配)單頻倍頻激光器的結構示意圖。
圖3、本發(fā)明NdYAP+KTP(二類非臨界匹配)單頻倍頻激光器的結構示意圖。
下面結合附圖進一步描述本發(fā)明的實施方案。
本發(fā)明的實施例一NdYVO4+KTP(二類臨界匹配)單頻激光器，如圖1所示。LD泵浦光束整形系統(tǒng)是由一自聚焦透鏡1、兩正交柱面鏡2和3及聚焦透鏡4組成。自聚焦透鏡1的數(shù)值孔徑.N.A＝0.6，直徑1.5mm，長3mm，自聚焦棒在靠近LD一端為凸面，另一端為平面。自聚焦透鏡一端的凸面是為了減小透鏡的球差，增大收光角，從而增強自聚焦透鏡的聚光能力，獲得較小聚焦光斑尺寸。柱面鏡2為15×10mm，焦距為20mm，柱面鏡3為15×10mm，焦距為40mm，使用這兩個正交放置的柱面鏡，將LD輸出激光的x，y放向分別整形為近似平行光。聚焦透鏡4孔徑為Φ20mm，焦距為50mm，將平行光束聚焦到距輸入耦合鏡約30mm處。
在本發(fā)明中使用1)SLI-CW 1W的LD，發(fā)光面為100μm×1μm，遠場發(fā)散角θ//＝12°，θ⊥＝34°。通過測量得到泵浦光束經過整形系統(tǒng)的發(fā)散角，來估算出泵浦光在增益介質中的光斑尺寸。在聚焦透鏡前平行光束的光斑尺寸6×5mm，經過聚焦透鏡泵浦光束發(fā)散角變?yōu)棣取停?arctg(5/(50×2))＝5.7°，θ//＝2arctg(6/(50×2))＝6.9°，進入增益介質后變?yōu)?.2°和3.8°。垂直方向發(fā)散角縮小了6倍，垂直方向進入增益介質光斑增大為6μm，水平方向發(fā)散角縮小了1.7倍，水平方向進入增益介質光斑為170μm。2)2W的LD，發(fā)光面為200μm×1μm，遠場發(fā)散角θ//＝12°，θ⊥＝34°。在聚焦透鏡前平行光束的光斑尺寸6×5mm，經過聚焦透鏡泵浦光束發(fā)散角變?yōu)棣取停?.7°，θ//＝6.9°，進入增益介質后變?yōu)?.2°和3.8°。垂直方向發(fā)散角縮小了6倍，垂直方向進入增益介質光斑增大為6μm，水平方向發(fā)散角縮小了1.7倍，水平方向進入增益介質光斑為340μm。3)SDL4W的LD，發(fā)光面為500μm×1μm，遠場發(fā)散角θ//＝12°，θ⊥＝34°。在聚焦透鏡前平行光束的光斑尺寸12×3mm，經過聚焦透鏡泵浦光束發(fā)散角變?yōu)棣取停?.4°，θ//＝13.7°，進入增益介質后變?yōu)?.9°和7.7°。垂直方向發(fā)散角縮小了10倍，垂直方向進入增益介質光斑增大為10μm，水平方向發(fā)散角縮小了1.1倍，水平方向進入增益介質光斑為450μm。
激光器中的增益介質9采用A軸切割的摻釹釩酸釔(NdYVO4)晶體在1.064μm波長處的有效受激發(fā)射截面為15.6×10-19cm2是NdYAG晶體4倍左右。與相同摻Nd濃度的NdYAG晶體相比，NdYVO4在808nm波段的吸收系數(shù)要高近5倍，吸收帶寬也較寬，YVO4摻雜濃度可從0.1％到3％而YAG最高只能到1.5％。因此NdYVO4晶體較NdYAG晶體具有低的泵浦閾值，高的轉換效率。實例中NdYVO4晶體的摻雜濃度為0.5at-％，橫截面為3.0×3.0(mm)，a軸通光，通光方向長度為5.0(mm)，晶體的前表面鍍1.064μm/809nm雙減反膜，剩余反射率R1.064μm＜0.2％，R809nm＜5％，后表面鍍1.064μm減反膜，剩余反射率R1.064μm＜0.2％，。在809nm處，晶體對平行于c軸的偏振泵浦光的吸收系數(shù)為21.0cm-1，對平行于a軸的偏振泵浦光的吸收系數(shù)為10.4cm-1，因此我們選用平行于c軸的偏振泵浦。
8為平面輸入耦合鏡，對1.064μm高反、809nm減反，R1.064μm＞99.5％，R809nm＜5％；13為平面輸出耦合鏡；5、7為曲面鏡，5對1.064μm高反，反射率R1064μm＞99.5％，7對1.064μm、0.53μm高反，曲率半徑都為50mm；考慮到激光諧振腔結構的緊湊性并保證泵浦光與振蕩激光很好重疊以及激光諧振腔能處于穩(wěn)區(qū)，選擇l1＝114mm，l2＝113mm，l3＝57mm，l4＝63mm。在此諧振腔結構下，激光諧振腔的穩(wěn)定性條件|A+D|＝0，這樣可以保證激光器能夠穩(wěn)定運轉，即使諧振腔結構稍有變化，也不致于使激光器處于非穩(wěn)區(qū)。需要說明的是，以上討論是在高斯光束近似，而且不計象散，所以選擇|A+D|＝0就是考慮即使有上述影響的存在，激光器亦能穩(wěn)定運轉。同樣可以計算出，腔鏡8與13之間的激光腰斑半徑w0＝226μm，腰斑距8的距離為30mm。平均泵浦光腰斑半徑為240μm，在此諧振腔結構下就可以基本保證泵浦光與振蕩激光很好重疊，這樣泵浦光只能激發(fā)基橫模，使激光器處于基橫模運轉，同時最大限度提高能量轉換效率。通過腰斑的位置可以確定激光晶體的插入位置。腔鏡5與7之間的腰斑半徑為29μm，共焦長度為5mm，正好為KTP晶體的長度。腰斑在兩鏡的中間，也在KTP晶體的中間。
在設計NdYVO4+KTP環(huán)行腔時，利用NdYVO4晶體c軸(光軸)方向的激發(fā)截面是a軸的4倍，假設激發(fā)截面從c軸到a軸是線性變化的，腔內Φ3×5(mm)的鋱鎵石榴石TGG(Terbium Gallium Garnet)晶體10外加Φ15×15(mm)永久磁鐵11，磁場強度為5000高斯，可對1.064μm產生5°的偏振旋轉，那么引入正反方向損耗差為8.3％，這足以維持腔內單向運轉。12為二分之一波片，兩邊都鍍有1.064μm的增透膜。最大可得單頻綠光輸出為200mW，長期穩(wěn)定輸出為150mW。
本發(fā)明的實施例二NdYAP+KTP(二類非臨界匹配)單頻激光器如圖2所示。泵浦光整形系統(tǒng)同實施例一。增益介質9 NdYAP晶體為雙軸晶體，我們所使用YAP棒為沿b軸方向拉制的，對于b軸取向的NdYAP晶體棒而言，輸出光為偏振方向平行于c軸的1.08μm的激光。腔形結構同實施例一。但倍頻晶體6采用二類非臨界匹配的KTP晶體，通過一控溫精度可達0.01°的加熱爐14把晶體加熱到63°達到溫度匹配。因晶體是溫度匹配具有較小的走離效應，實例中采用3×3×10mm的KTP晶體，兩邊都鍍有1.08μm的增透膜。該實例得到穩(wěn)定的0.54μm單頻綠光輸出為80mW。
本發(fā)明的實施例三NdYAG+KTP(二類臨界匹配)單頻激光器如圖3所示。泵浦光整形系統(tǒng)同實施例一。5、7為曲面鏡，5對1.064μm高反，反射率R1.084μm＞99.5％，7對1.064μm、0.53μm高反，反射率R1.064μm＞99.5％，曲率半徑分別40mm、50mm；通過調節(jié)四個腔鏡，使諧振腔的非平面角約為1.5°；增益介質9為NdYAG晶體，尺寸為φ3×10mm，前表面鍍1.064μm/809nm雙減反膜，剩余反射率R1.064μm＜0.2％，R809nm＜5％，后表面鍍1.064μm減反膜，剩余反射率R1.064μm＜0.2％，晶體置于M1、M2之間的腰斑處。腔形選擇l1＝120mm，l2＝100mm，l3＝49mm，l4＝80mm。在此諧振腔結構下，激光諧振腔的穩(wěn)定性條件|A+D|＝0。腔鏡8與13之間的激光腰斑半徑w0＝205μm，腰斑距8的距離32mm。腔鏡5與7之間的腰斑半徑為26μm，腰斑距5的距離為22mm。
在諧振腔中插入光學質量較高的熔融石英薄片15，并按布儒斯特角方位放置，利用光束垂直偏振分量存在一定的反射率使此方向損耗增大，在諧振腔內垂直偏振不能形成激光，水平偏振分量的反射率為零，確保此方向諧振放大。使由諧振腔輸出的激光是純度很高的線偏振光，布儒斯特角度為55°。將磁場直接加在NdYAG激光晶體上，利用NdYAG晶體的法拉第效應，使正反向傳播的激光產生彼此同向的偏振面旋轉來構成法拉第旋轉器。激光波長為1.06μm時，NdYAG晶體的維爾德常數(shù)為V＝105°T-1m-1。當NdMAG晶體長度1＝10mm，加在NdYAG晶體上的磁場強度B＝5000高斯時，激光經過NdYAG晶體后偏振面旋轉的角度為ψ＝VIB＝0.6°。旋轉反向與所加磁場方向有關，設計中要注意YAG棒插入磁鐵中的方向。通過調節(jié)非平面角Ω，使激光器單向運轉，并調節(jié)Brewster窗片及NdYAG晶體的方位使激光器達最佳狀態(tài)。該實例得到穩(wěn)定的0.53μm單頻綠光輸出為80mW。
權利要求
1.一種全固化單頻倍頻激光器，由半導體激光器、泵浦光整形系統(tǒng)和環(huán)行諧振腔組成，腔內放入激光增益介質(9)和倍頻晶體(6)，其特征在于整形系統(tǒng)是由一自聚焦透鏡(1)、柱面鏡(2)(3)及聚焦透鏡(4)組成，環(huán)行諧振腔是由四鏡八字腔組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于整形系統(tǒng)的自聚焦透鏡(1)是一端為凸面，另一端為平面，柱面鏡(2)(3)是兩個正交放置的柱面鏡，聚焦透鏡(4)是一個大口徑的平凸透鏡。
3.根據(jù)權利要求1所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔是由四個腔鏡組成，兩個腔鏡(5)(7)為凹面鏡，兩個腔鏡(8)(13)為平面鏡，增益介質(9)放在兩平面鏡(8)(13)之間，倍頻晶體(6)在兩凹面鏡(5)(7)之間。
4.根據(jù)權利要求3所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔兩平面鏡(8)(13)之間的腔模腰斑和泵浦光的聚焦點重合，且重合點在增益介質(9)中距前端面500μm～2mm處，增益介質(9)前端面鍍有泵浦光和紅外雙增透膜，另一端為紅外增透膜。
5.根據(jù)權利要求3所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔倍頻晶體(6)放置在兩凹面鏡(5)(7)之間的腔模腰斑的正中，腔模的共焦長度略大于或等于倍頻晶體的長度。
6.根據(jù)權利要求3所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔考慮了熱不靈敏條件，使諧振腔的|A+D|＝0。
7.根據(jù)權利要求2至6中任一權利要求所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔中增益介質(9)采用NdYVO4晶體，倍頻晶體(6)是二類角度匹配的KTP，腔內還放入由外加磁場(11)的TGG晶體(10)和二分之一波片(12)組成的光單向器，使倍頻綠光單頻輸出。
8.根據(jù)權利要求2至6中任一權利要求所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔中增益介質(9)采用NdYAP晶體，倍頻晶體(6)是二類溫度匹配的KTP，腔內還放入由外加磁場(11)的TGG晶體(10)和二分之一波片(12)組成的光單向器，使倍頻綠光單頻輸出。
9.根據(jù)權利要求2至6中任一權利要求所述的全固化單頻倍頻激光器，其特征在于環(huán)行諧振腔中增益介質(9)采用NdYAG晶體，倍頻晶體(6)是二類角度匹配的KTP，NdYAG晶體加上磁場(11)，NdYAG晶體本身的法拉第效應和非平面腔組成光單向器，使倍頻綠光單頻輸出。
全文摘要
本發(fā)明是一種半導體激光(LD)泵浦單頻倍頻運轉的固體激光器。LD光束整形系統(tǒng)采用一自聚焦透鏡和兩正交柱面鏡及聚焦透鏡,利用自聚焦透鏡對x,y方向放大率的差異實現(xiàn)對LD光束的最佳整形。腔形采用四鏡環(huán)行諧振腔,使用不同增益介質Nd:YAG,Nd:YVO
文檔編號H01S3/081GK1256536SQ9812547
公開日2000年6月14日 申請日期1998年12月10日 優(yōu)先權日1998年12月10日
發(fā)明者張寬收, 張靖, 王潤林, 郭蕊香, 王軍民, 彭堃墀 申請人:山西大學