Ld泵浦的激光器的制作方法

专利名称：Ld泵浦的激光器的制作方法
专利说明本实用新型涉及一种激光器，特别涉及LD端面泵浦连续/脉冲高效率近红外光、 绿光波长晶体激光器。
技术背景自1960年世界上第一台氙灯泵浦的红宝石激光器诞生以来，各类激光器及激光 技术发展极为迅速。1961年贾范(A. Javan)实用新型了第一台气体激光器(He-Ne)。1962 年出现了半导体激光器。1964年帕特尔(C. Patel)实用新型了第一台C02激光器。1965 年贝尔实验室实用新型了第一台YAG激光器。其中全固态多波长激光器的发展备受瞩目， 它克服了激光器输出单一波长和仪器笨重的缺陷，在诸多领域中都有着广阔的市场和应用 前景，已成为国内外的热门研究课题。作为全固态多波长激光器，以其在可见光波段范围内 的独特优势，在激光医学、激光彩色显示、激光全彩色电影、大气监测及科学实验和研究中 占有重要的地位，颇有理论研究价值和应用价值。近年来国内外都有许多利用非线性光学 晶体进行激光频率变换以获得多波长激光的相关报道。例如利用掺钕钇铝石榴石Nd:YAG 通过KTP晶体使1064nm的近红外激光转换为532nm的绿光，可以产生红、绿波长同时输出 或单一波长输出的双波长激光器。还有中国专利申请02117364. 8中采用灯泵浦6字腔和8 字腔结构实现了红、绿双波长激光的同时输出。在上述两项技术中，只能同时输出红、绿双 波长激光，后者采用灯泵浦方式，转换效率低，腔型结构复杂，不便于调节等缺点。
发明内容本实用新型提供一种LD泵浦激光器，它连续/脉冲输出高效率近红外光、绿光波 长激光，近红外、绿光多波长激光既可以同时输出，也可以交替输出，且具有转换效率高、结 构紧凑、运转成本低、调节灵活方便、功能可扩展性、工作安全等优点。本实用新型是通过如下技术方案来实现的一种LD泵浦的激光器，其主要特征是 它依次包括光学平台，半导体激光泵浦，工作物质和激光器谐振腔的第一平面反射端镜，还 包括支架，本激光器的工作物质吸收LD端面泵浦源辐射的能量后，形成反转粒子数分布， Nd3+在能级4F3A和4F11/2之间跃迁，产生1067nm波段的受激荧光辐射，辐射的荧光在相 应的激光器谐振腔内振荡放大后形成稳定的基频光；晶体的第一端面，即作为激光器谐振 腔的第一平面全反射端镜镀有808nm高透、1067nm和IlSOnm高反的膜层；基频光由平面全 反射端镜，经被动式可饱和吸收调Q晶体、KTP倍频晶体、作为激光器谐振腔的半反射面输 出激光。在本实用新型中，激光晶体的第一端面和平凹反射输出镜构成谐振腔。所述的激光电源可以通过TTL转换在连续/脉冲两种模式下工作。所述的半导体LD泵浦采用端面泵浦的方式，输出808nm的激光。所述的工作物质为Nd3+:KGd(W04)2能单独完成拉曼自转换，其具有优良的物理、光 学、机械性能，在调Q运转时，1067nm激光在晶体中产生很强Stocks和反Stocks激光，经倍频后成为可见波段的高效率多波长激光光源。所述的LD激光泵浦源的输出波长在808nm (工作在25度)，而工作物质 Nd3+:KGd(WCM)2的吸收峰之一也在808nm，这样吸收效率很高。所述的系统有被动式可饱和吸收调Q晶体，能大大提高激光的瞬时功率，且被动 式可饱和吸收调Q晶体具有结构简单、使用方便、没有电的干扰、可获得峰值功率为几兆 瓦、脉宽为十几纳秒的巨脉冲等优点。所述的平凹输出镜为红外激光(IR)ROC = -75mm, T = 5 % atl067nm, material-BK7，对1067nm的激光具有半透半反作用，使一部分激光返回激励工作物质，一 部分透过，即为所需要的1067nm波长的输出激光。所述的KTP倍频晶体，能实现基波(TEMJ 1067nm及IlSOnm激光倍频的转换。所述的连续/脉冲高效率近红外光、绿光多波长激光器即能实现几种波长激光的 同时输出，也可以通过加入滤波片实现单一波长激光的输出。利用激光晶体的第一端面(镀有在1067nm和1180nm高反，在808nm高透的膜层 R1067 ~99.5%, R1180-99. 1%, R808 ~ 1. 2% )作激光谐振腔的全反射面，使808nm的LD激 光透过，在腔内使1067nm和1 ISOnm的激光几乎全反射，这样减少了构成激光器谐振腔的元 件，并且使其结果更为简单紧凑，使用更为方便。本LD泵浦源驱动的全故态激光器的工作 物质Nd3+ = KGd@04)2能单独完成拉曼自转换，这样大大提高了激光器的效率，并且使结构更 为简单。本实用新型激光器既可以实现近红外、绿光波长激光的同时输出，又可以利用滤波 器装置来实现三种激光的交替输出，使其使用范围更为广泛。

图1为本实用新型的结构简图；图2为LD激光器和激光晶体吸收谱线。
具体实施方式
附图1为本实用新型LD端面泵浦连续/脉冲高效率近红外光、绿光多波长掺钕钨 酸钾钆晶体激光器结构示意图。下面结合图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参照附图1所示，本实用 新型的入射平凹全反射镜的水平光路上依次设有它依次包括光学平台1，半导体激光泵 浦2，工作物质3和激光器谐振腔的第一平面反射端镜，本激光器的工作物质为掺钕钨酸 钾钆(Nd3+ KGd(W(M)2)激光晶体，掺钕浓度为4%的钨酸钾钆激光晶体，吸收LD端面泵浦 源⑵辐射的能量后，形成反转粒子数分布，Nd3+在能级4F3/2和4F11/2之间跃迁，产生 1067nm波段的受激荧光辐射，辐射的荧光在相应的激光器谐振腔内振荡放大后形成稳定的 基频光；晶体的第一端面，即作为激光器谐振腔的第一平面全反射端镜镀有在808nm高透、 在1067nm(R 99. 5)和1180nm(R 99. 1)高反的膜层；基频光由平面全反射端镜，经被动 式可饱和吸收调Q晶体4、KTP倍频晶体5、输出镜也作为激光器谐振腔的半反射面6输出 激光(不同的腔长、输出镜和是否加被动调Q晶体等可产生1067nm、533nm和1180nm波长 不同的激光)；支架7。掺钕钨酸钾激光晶体受LD泵浦激光器的激光激励，吸收LD端面泵浦源辐射的能量后，形成粒子数反转分布，Nd3+在能级4F3/2和4F11/2之间跃迁，产生1067nm的荧 光，辐射的荧光在激光晶体的第一端面(镀有在808nm高透、在1067nm(R 99. 5)和 1180nm(R ^ 99. 1)高反的膜层)和输出镜形成的谐振腔内振荡放大后形成稳定的基频光。 通过谐振腔腔长的改变可以改变输出的激光模式。当腔长L为64cm时，振荡放大后形成稳 定的1067nm的基频；当在激光晶体的后侧插入调Q提高激光的瞬时功率、腔长L为43cm时 激光晶体通过拉曼自转换形成1180的拉曼光。 附图2为LD激光器和激光晶体的吸收谱线，LD激光器的出射谱线范围在SOOnm 至815nm之间，而Nd+的钨酸钾钆激光晶体(Nd3+ KGd (W04) 2)的吸收谱线范围正好与之相对 应，从而Nd3+:KGd(W04)2激光晶体有很高的吸收效率。
权利要求一种LD泵浦的激光器，其特征在于它依次包括光学平台(1)，半导体激光泵浦(2)，工作物质(3)和激光器谐振腔的第一平面反射端镜，还包括支架(7)，本激光器的工作物质吸收LD端面泵浦源辐射的能量后，形成反转粒子数分布，Nd3+在能级4F3/2和4F11/2之间跃迁，产生1067nm波段的受激荧光辐射，辐射的荧光在相应的激光器谐振腔内振荡放大后形成稳定的基频光；晶体的第一端面，即作为激光器谐振腔的第一平面全反射端镜镀有808nm高透、1067nm和1180nm高反的膜层；基频光由平面全反射端镜，经被动式可饱和吸收调Q晶体(4)、KTP倍频晶体(5)、作为激光器谐振腔的半反射面(6)输出激光。
专利摘要一种LD泵浦的激光器，它依次包括光学平台，半导体激光泵浦，工作物质和激光器谐振腔的第一平面反射端镜，还包括支架，本激光器的工作物质吸收LD端面泵浦源辐射的能量后，形成反转粒子数分布，Nd3+在能级4F3/2和4F11/2之间跃迁，产生1067nm波段的受激荧光辐射，辐射的荧光在相应的激光器谐振腔内振荡放大后形成稳定的基频光；晶体的第一端面，即作为激光器谐振腔的第一平面全反射端镜镀有808nm高透、1067nm和1180nm高反的膜层；基频光由平面全反射端镜，经被动式可饱和吸收调Q晶体、KTP倍频晶体、作为激光器谐振腔的半反射面输出激光。
文档编号H01S3/16GK201708435SQ200920120790
公开日2011年1月12日 申请日期2009年6月1日 优先权日2009年6月1日
发明者汪丁成, 钱培成 申请人:杭州日月电器股份有限公司