專利名稱：10w級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)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，具體是指一種IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，由于超短脈沖激光廣泛的應(yīng)用，超短脈沖激光是激光領(lǐng)域最活躍的研究方向之一。但傳統(tǒng)的超短脈沖激光器不僅技術(shù)復雜，而且多數(shù)需要采用特殊的泵浦源，導致這類激光器件較貴，只能局限于一些專門特殊的實驗。因此，發(fā)展可用半導體激光直接泵浦的超短脈沖激光技術(shù)具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種可克服上述缺陷的IOW級皮秒脈沖激 光振蕩器系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、輸出功率高等特點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種皮秒激光振蕩器系統(tǒng)，包括泵浦光源和諧振腔，所述諧振腔沿光路依次包括輸出鏡、第一平凹鏡、平面鏡、第二平凹鏡、第三平凹鏡和半導體可飽和吸收鏡，在所述平面鏡和所述第二平凹鏡之間還設(shè)有增益介質(zhì)。優(yōu)選地，所述增益介質(zhì)為Nd =YVO4晶體。優(yōu)選地，所述泵浦光源依次由半導體激光器、泵浦光準直鏡和泵浦光聚焦鏡構(gòu)成。優(yōu)選地，所述第一平凹鏡的曲率半徑為600nm。優(yōu)選地，所述第二平凹鏡的曲率半徑為500nm。優(yōu)選地，所述第三平凹鏡的曲率半徑為400nm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明采用新型的類W型腔設(shè)計，實現(xiàn)了十瓦級高功率皮秒脈沖激光振蕩器的穩(wěn)定鎖模運轉(zhuǎn)；2、采用了超大穩(wěn)區(qū)空間的對稱共焦式腔型設(shè)計結(jié)構(gòu)，有效補償了高功率泵浦下的熱透鏡效應(yīng)，熱穩(wěn)定性較好；3、整個激光振蕩器設(shè)計為單路輸出，相對于常見的兩路輸出，效率更高，更適用于工業(yè)加工生產(chǎn)；4、采用長焦凹面反射鏡，并合理設(shè)腔內(nèi)主要參數(shù)，降低了高功率泵浦下腔內(nèi)激光對半導體可飽和吸收鏡的損傷，因此獲得10. 5W的高功率穩(wěn)定鎖模輸出。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。主要符號說明如下1-輸出鏡2-第一平凹鏡3-半導體激光器4-泵浦光源準直鏡5-泵浦光源聚焦鏡6-平面鏡
7-增益介質(zhì)8-第二平凹鏡9-第三平凹鏡10-半導體可飽和吸收鏡
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)包括泵浦光源和諧振腔，諧振腔沿光路依次包括輸出鏡1、第一平凹鏡2、平面鏡6、第二平凹鏡8、第三平凹鏡和9半導體可飽和吸收鏡10，在平面鏡6和第二平凹鏡8之間還設(shè)有增益介質(zhì)7。泵浦光源依次由半導體激光器3、泵浦光準直鏡4和泵浦光聚焦鏡5構(gòu)成。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，增益介質(zhì)7為Nd YV04晶體。Nd: YV04晶體具有非常優(yōu)異的激光性能，它的主要特點是在1064 nm處的受激 輻射截面是其它晶體的5倍，易于獲得大的增益；位于808nm附近有寬的吸收帶，可以降低對泵浦源線寬的要求，因此非常適合采用LD來泵浦。另外，在生長過程中Nd3+的分凝系數(shù)高達O. 6，可以獲得高濃度的Nd: YV04單晶，所以Nd: YV04可以用作緊湊、高效激光光源。對于皮秒量級的脈沖激光，可以不用展寬而直接通過CAP系統(tǒng)放大到mj量級本發(fā)明的一個實施例工作原理如下泵浦808nm半導體激光器3通過心徑400 μ m,數(shù)值孔徑為O. 22的尾纖輸出，LD最大電流42A時對應(yīng)泵浦808nm激光最大輸出功率27. 8W。泵浦808nm激光經(jīng)過兩個焦距均為25mm的泵浦光源準直鏡4和泵浦光源聚焦鏡5后，耦合進增益介質(zhì)7中，進而泵浦能量就注入到諧振腔內(nèi)。諧振腔是由1064nm激光透過率為10%的輸出鏡I和鎖模原件半導體可飽和吸收鏡10作為腔鏡，曲率半徑600mm的1064nm激光高反的第一平凹鏡2、808nm激光高透1064nm高反的平面鏡6、曲率半徑500mm的1064nm激光高反的第二平凹鏡8和曲率半徑400mm的1064nm激光高反的第三平凹鏡9作為反射鏡構(gòu)成的。經(jīng)過精細的調(diào)節(jié)腔內(nèi)各原器件，當泵浦808nm半導體激光器3輸出電流為23A時實現(xiàn)穩(wěn)定鎖模，繼續(xù)增加泵浦輸出電流至42A，泵浦輸出功率為27. 8W時，從輸出鏡I輸出1064nm激光10. 5W，此時鎖模仍然穩(wěn)定不變，并且可以長時間工作。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，包括泵浦光源和諧振腔，其特征在于，所述諧振腔沿光路依次包括輸出鏡、第一平凹鏡、平面鏡、第二平凹鏡、第三平凹鏡與半導體可飽和吸收鏡，在所述平面鏡和所述第二平凹鏡之間還設(shè)有增益介質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，其特征在于，所述增益介質(zhì)為Nd =YVO4晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，其特征在于，所述泵浦光源半導體激光器、泵浦光準直鏡和泵浦光聚焦鏡構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，其特征在于，所述第一平凹鏡的曲率半徑為600nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，其特征在于，所述第二平凹鏡的曲率半徑為500nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IOW級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，其特征在于，所述第三平凹鏡的曲率半徑為400nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種10W級皮秒脈沖激光振蕩器系統(tǒng)，包括泵浦光源和諧振腔，所述諧振腔沿光路依次包括輸出鏡、第一平凹鏡、平面鏡、第二平凹鏡、第三平凹鏡和半導體可飽和吸收鏡，在所述平面鏡和所述第二平凹鏡之間還設(shè)有增益介質(zhì)，所述泵浦光源依次由半導體激光器、泵浦光準直鏡和泵浦光聚焦鏡構(gòu)成。本發(fā)明采用新型的類W型腔設(shè)計，實現(xiàn)了十瓦級高功率皮秒脈沖激光振蕩器的穩(wěn)定鎖模運轉(zhuǎn)；此外，本發(fā)明采用了超大穩(wěn)區(qū)空間的對稱共焦式腔型設(shè)計結(jié)構(gòu)，有效補償了高功率泵浦下的熱透鏡效應(yīng)，熱穩(wěn)定性較好。
文檔編號H01S3/081GK103022872SQ201310003730
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者李平雪, 池俊杰, 楊春, 趙自強, 劉冬羽, 胡浩偉, 張光舉, 姚毅飛 申請人:北京工業(yè)大學