專利名稱：空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具及帶空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具以及具有這種空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的激光二極管端面泵浦的銩氟化鐿鋰(Tm:YLF)腔內(nèi)增強(qiáng)泵浦鉻硫化鋅(Cr:ZnS)紅外單頻固體激光器。
背景技術(shù)：
Cr:ZnS激光器的輸出波長為人眼安全波段，在氣體檢測、遙感、通信、眼科醫(yī)學(xué)、神經(jīng)外科等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。Cr:ZnS激光晶體具有優(yōu)秀的熱機(jī)械性能，較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)以及較寬的波長調(diào)諧范圍，這使其成為產(chǎn)生2 3 μ m紅外激光的優(yōu)選材料。目前已經(jīng)出現(xiàn)了 2 3 μ mCr激光器，這些Cr激光器所采用的泵浦源一般為輸出波長為1. 6 μ m的Er光纖激光器、輸出波長為1. 9 μ m的Tm光纖激光器、輸出波長為1. 9 μ m 的摻Tm固體激光器以及輸出波長為2 μ m的Tm-Ho共摻固體激光器。為了彌補(bǔ)Cr激光晶體對以上泵浦光吸收率較低的不足，還可以采用多程泵浦的方式，即使泵浦光多次通過 Cr:ZnS激光晶體，增加Cr:ZnS激光晶體對泵浦光的吸收，但是與腔內(nèi)增強(qiáng)泵浦方式相比， 前面所述的泵浦方式具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大和效率低等缺點(diǎn)。一般情況下，為了實(shí)現(xiàn)Cr激光器的單頻輸出，還需要在激光諧振腔內(nèi)加入選頻器件，進(jìn)一步增加了激光器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及制作成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提出一種結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、效率更高的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具。本發(fā)明的目的還在于提供一種帶空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，由Tm:YLF激光晶體、Cr:ZnS激光晶體以及Tm:YLF激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。Tm:YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和1900nm的增透膜，輸出端面鍍有792nm的全反膜以及1900nm的增透膜。Cr:ZnS激光晶體的輸入端面鍍有1900nm的增透膜，輸出端面鍍有2400nm和1900nm 的增透膜。Tm:YLF激光晶體和Cr:ZnS激光晶體放置在由熱電制冷器主動(dòng)控溫的同一銅制熱沉上。具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，由輸出波長為792nm的光纖耦合激光二極管、耦合透鏡組、平面輸入鏡、空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具、平凹輸出鏡組成，其中空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具由 TmiYLF激光晶體、CriZnS激光晶體以及Tm:YLF激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。Tm:YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和 1900nm的增透膜，輸出端面鍍有792nm的全反膜以及1900nm的增透膜。Cr:ZnS激光晶體的輸入端面鍍有1900nm的增透膜，輸出端面鍍有2400nm和1900nm的增透膜。Tm:YLF激光晶體和Cr = ZnS激光晶體放置在由熱電制冷器主動(dòng)控溫的同一銅制熱沉上。平凹輸出鏡鍍有1900nm的全反膜，并鍍有對2400nm透過率為1-5%的膜系。耦合透鏡組的各端面鍍有792nm的增透膜。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在(l)Tm:YLF激光晶體和Cr:ZnS激光晶體被放置在同一諧振腔內(nèi)，保證了 Cr:ZnS 激光晶體高效吸收由Tm:YLF激光晶體產(chǎn)生的1. 9 μ m振蕩光，彌補(bǔ)了 Cr:ZnS激光晶體對 1. 9 μ m激光吸收系數(shù)低的不足，從而提高了激光器的效率。(2)由Tm:YLF激光晶體輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面以及兩個(gè)端面之間夾有的空氣層組成針對2. 4 μ m激光的空氣F-P標(biāo)準(zhǔn)具，因此，不需要在激光腔內(nèi)再加入任何選頻器件即可實(shí)現(xiàn)2. 4 μ m激光的單頻輸出。(3)本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低、輸出效率高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的示意圖；圖2是帶空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1，本發(fā)明的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具包括由4.Tm:YLF激光晶體、6.Cr:ZnS激光晶體以及5. Tm:YLF激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。Tm: YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和1900nm的增透膜，輸出端面鍍有 792nm的全反膜以及1900nm的增透膜。Cr:ZnS激光晶體的輸入端面鍍有1900nm的增透膜， 輸出端面鍍有2400nm和1900nm的增透膜。Tm:YLF激光晶體和Cr:ZnS激光晶體放置在由熱電制冷器主動(dòng)控溫的同一銅制熱沉上。結(jié)合圖2本發(fā)明的帶空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的紅外單頻固體激光器包括1.輸出波長為 792nm的光纖耦合激光二極管，2.耦合透鏡組，3.平面輸入鏡，4. Tm: YLF激光晶體，5.空氣琺珀(F-P)標(biāo)準(zhǔn)具，6.Cr:ZnS激光晶體，7.平凹輸出鏡。由圖1可見，本發(fā)明腔內(nèi)增強(qiáng)泵浦鉻硫化鋅(Cr = ZnS)紅外單頻固體激光器依次包括輸出波長為792nm的光纖耦合激光二極管1、耦合透鏡組2、平面輸入鏡3、Tm:YLF激光晶體4、空氣琺珀(F-P)標(biāo)準(zhǔn)具5、Cr:ZnS激光晶體6、平凹輸出鏡7，空氣琺珀(F-P)標(biāo)準(zhǔn)具5由Tm:YLF激光晶體4輸出端面和Cr:ZnS 激光晶體6的輸入端面以及兩個(gè)端面之間夾有的空氣層組成，并且該空氣琺珀(F-P)標(biāo)準(zhǔn)具的厚度可以通過改變兩塊激光晶體的相對距離而得到調(diào)節(jié)。所有激光晶體夾入帶有通光孔的銅質(zhì)熱沉中，并由溫控系統(tǒng)嚴(yán)格控制晶體的溫度和帶走泵浦過程中晶體產(chǎn)生的熱量。輸出波長為792nm光纖耦合激光二極管，其輸出的泵浦光經(jīng)過耦合透鏡組整形后聚焦于Tm:YLF激光晶體內(nèi)。耦合透鏡組的各端面鍍有792nm的增透膜。Tm: YLF激光晶體的摻雜濃度為4 %，其切割方向?yàn)檠匚锢韺W(xué)定義的c軸方向切割，尺寸為4mmX 4mmX 10mm, 其中通光長度為10mm。Tm:YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和1900nm的增透膜，其輸出端鍍有792nm的全反膜以及1900nm的增透膜。Cr:ZnS激光晶體的輸入端鍍有1900nm的增透膜，其輸出端鍍有2400nm和1900nm 的增透膜。Cr:ZnS激光晶體的尺寸為2mmX4. 5mmX7mm，其中通光長度為7mm，Cr2+的摻雜濃度為 7X1018/cm3。平行輸入鏡鍍有792nm的增透膜以及2400nm和1900nm的全反膜。平凹輸出鏡鍍有1900nm的全反膜，并鍍有對2400nm透過率為1-5%的膜系。Tm:YLF激光晶體和Cr = ZnS激光晶體被放置在同一銅制熱沉上，并由熱電制冷器主動(dòng)控溫。輸出波長為792nm的光纖耦合激光二極管，其輸出的泵浦光經(jīng)過耦合透鏡組整形后聚焦于Tm:YLF激光晶體內(nèi)。激光器輸出波長為2. 4 μ m的單頻光。本發(fā)明的激光器流程為光纖耦合輸出的激光二極管1輸出的792nm的泵浦光經(jīng)耦合透鏡2整形后通過平面輸入鏡3聚焦于Tm:YLF激光晶體4內(nèi)，為其提供能量，并保證了 1. 9 μ m激光的腔內(nèi)振蕩；腔內(nèi)的1. 9 μ m振蕩光又作為Cr:ZnS激光晶體5的泵浦光被其增強(qiáng)吸收，產(chǎn)生波長為2. 4 μ m的中紅外激光，通過空氣F-P標(biāo)準(zhǔn)具選縱模作用，實(shí)現(xiàn)2. 4 μ m 激光的單縱摸振蕩，并由輸出鏡6輸出。
權(quán)利要求
1.一種空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是由Tm:YLF激光晶體、Cr = ZnS激光晶體以及Tm:YLF 激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是所述的Tm:YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和1900nm的增透膜，輸出端面鍍有792nm的全反膜以及1900nm的增透膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是所述的Cr:ZnS激光晶體的輸入端面鍍有1900nm的增透膜，輸出端面鍍有2400nm和1900nm的增透膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，其特征是所述的Tm:YLF激光晶體和Cr = ZnS激光晶體放置在由熱電制冷器主動(dòng)控溫的同一銅制熱沉上。
5.一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是由依次排列的輸出波長為 792nm的光纖耦合激光二極管、耦合透鏡組、平面輸入鏡、空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具、平凹輸出鏡組成，所述空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具由Tm:YLF激光晶體、Cr:ZnS激光晶體以及Tm:YLF激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是所述的 Tm: YLF激光晶體的輸入端面鍍有792nm、2400nm和1900nm的增透膜，輸出端面鍍有792nm 的全反膜以及1900nm的增透膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是所述的 Cr:ZnS激光晶體的輸入端面鍍有1900nm的增透膜，輸出端面鍍有2400nm和1900nm的增透膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是所述的 TmiYLF激光晶體和Cr:ZnS激光晶體放置在由熱電制冷器主動(dòng)控溫的同一銅制熱沉上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是所述的平凹輸出鏡鍍有1900nm的全反膜，并鍍有對2400nm透過率為的膜系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的固體激光器，其特征是所述的耦合透鏡組的各端面鍍有792nm的增透膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具以及具有這種空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的激光二極管端面泵浦的銩氟化鐿鋰(Tm:YLF)腔內(nèi)增強(qiáng)泵浦鉻硫化鋅(Cr:ZnS)紅外單頻固體激光器。空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具，由Tm:YLF激光晶體、Cr:ZnS激光晶體以及Tm:YLF激光晶體的輸出端面和Cr:ZnS激光晶體的輸入端面之間夾有的空氣層組成。具有空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具的紅外單頻固體激光器，由輸出波長為792nm的光纖耦合激光二極管、耦合透鏡組、平面輸入鏡、空氣琺珀標(biāo)準(zhǔn)具、平凹輸出鏡組成。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、成本低、輸出效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01S3/042GK102354903SQ20111031624
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者崔金輝, 張新陸, 李立 申請人:哈爾濱工程大學(xué)