一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器制造技术

技术编号:19125201 阅读:4 留言:0更新日期:2018-10-10 06:49
本发明专利技术涉及一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:包括沿光路从左右依次设置的第一抽运源激光二极管、第一抽运光耦合系统、第一谐振腔腔镜、第一激光增益介质板条,所述第一激光增益介质板条的右侧沿光路从左向右依次设置有第二激光增益介质板条、第二谐振腔腔镜、第二抽运光耦合系统和第二抽运源激光二极管,其中第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向,第一谐振腔腔镜的反射光路上设置有第三谐振腔腔镜,第二谐振腔腔镜的反射光路上依次设置有选偏器件和第四谐振腔腔镜。本发明专利技术通过氟化物晶体特性和抽运结构的设计,通过调节两个抽运激光二极管输出强度的简单操作来实现两个波长强度分立可控的线性偏振激光输出。

【技术实现步骤摘要】
一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器
本专利技术涉及一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,属于全固态激光器

技术介绍
目前,同步双波长锁模激光器通过非线性差频技术可以获得太赫兹辐射,同时还可以应用于探测技术、激光干涉量度分析、光谱学研究、超高重复频率脉冲激光的产生等。早在上世纪90年代,国内外的科研机构就开始对同步双波长锁模激光器展开研究。当时,人们利用自锁模技术来实现钛宝石激光器的同步双波长锁模激光输出。自锁模钛宝石激光器存在着弊端,自锁模技术难以实现自启动,激光输出稳定性较差,体积较大,电光效率低,同时输出波长也有局限性。近年来,科研工作者把获得同步双波长锁模输出的焦点放在了掺杂稀土离子的激光介质板条上。他们激发激光介质板条(尤其是混晶)中的多个荧光光谱发射峰结合被动锁模技术来实现同步双波长锁模激光输出。2008年,谢国强等人利用半导体可饱和吸收体(SESAM)实现了Nd:CNGG晶体的同步双波长锁模输出,得到了平均功率80mW,脉冲宽度为5ps的超短脉冲输出;输出波长分别在1059.3nm和1061.7nm,两个波长的输出强度比为1:1.67,它们之间的频率差为0.63THz。2010年,A.Agnesi利用SESAM实现了Nd:LGGG晶体的多波长锁模输出,输出功率约为40mW,输出波长分别在1062.2nm,1066.6nm和1067.1nm,三个波长的输出强度比为1:1.47:3.41,它们之间的频率差别分别为1.2THz,1.3THz和0.13THz。2012年,杨琦等人利用双壁碳纳米管实现了Yb:LYSO晶体的同步双波长锁模输出,得到了功率为1.27W,脉冲宽度为8ps的超短脉冲输出;输出波长分别在1045.5nm和1059.0nm,双波长输出强度比为1:0.7,它们之间的频率差为3.66THz。以上文献公开报道的均是利用激光介质板条荧光光谱的多个发射峰来获得双波长锁模输出,缺乏主动控制的手段,由于晶体荧光光谱的发射峰强弱不同,很难实现两个波长强度可控的输出,同时,由于在同一个谐振腔内,不同发射峰之间存在着强烈的模式竞争,两个输出波长的激光的强度比很难控制,也直接影响了两个波长激光之间的输出同步性。利用一个双波长输出强度比不稳定,时间抖动较大的脉冲激光来来产生太赫兹辐射,势必会降低转换效率。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,本专利技术的双波长锁模激光器可以在一个谐振腔中实现双波长输出强度可控、稳定,输出同步性强,应用时效率高,应用广泛。本专利技术的技术方案如下:一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:包括沿光路从左右依次设置的第一抽运源激光二极管、第一抽运光耦合系统、第一谐振腔腔镜、第一激光增益介质板条,所述第一激光增益介质板条的右侧沿光路从左向右依次设置有第二激光增益介质板条、第二谐振腔腔镜、第二抽运光耦合系统和第二抽运源激光二极管,其中第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向,所述第一谐振腔腔镜的反射光路上设置有第三谐振腔腔镜,所述第二谐振腔腔镜的反射光路上依次设置有选偏器件和第四谐振腔腔镜,所述第四谐振腔腔镜的反射光路上设置有可饱和吸收体。根据本专利技术优选的,第一激光增益介质板条与第二激光增益介质板条的位置关系为:第一激光增益介质板条的c轴与第二激光增益介质板条的c轴相互垂直设置。根据本专利技术优选的,第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向具体为:第一激光增益介质板条产生的π偏振光与第二激光增益介质板条产生的δ偏振光相互垂直;第一激光增益介质板条产生的δ偏振光与第二激光增益介质板条产生的π偏振光相互垂直。根据本专利技术优选的,所述的第一激光增益介质板条和第二激光增益介质板条为按a轴切割的氟化物晶体;进一步优选的,所述的氟化物晶体为掺杂浓度1%的Nd:YLF晶体或Nd:LuLiF4晶体。本专利技术的氟化物晶体不限于Nd:YLF晶体或Nd:LuLiF4晶体,也可以为Tm:YLF晶体或Ho:YLFF晶体。根据本专利技术优选的,所述的选偏器件为偏振片,偏振片用以抑制第一激光增益介质板条产生的1053nm激光,使其只产生1047nm激光;同时偏振片用以抑制第二激光增益介质板条产生的1047nm激光,使其只产生1053nm激光。根据本专利技术优选的,所述的第一抽运源激光二极管和第二抽运源激光二极管为中心波长为806nm的半导体激光器,最大输出功率为30W。根据本专利技术优选的,所述的第一谐振腔腔镜、第二谐振腔腔镜、第四谐振腔腔镜为曲率半径不为零且镀有1047和1053nm增透膜的高反镜,第三谐振腔腔镜为输出率1%的输出镜。根据本专利技术优选的,所述的可饱和吸收体为反射式可饱和吸收体SESAM。根据本专利技术优选的,所述的第一激光增益介质板条和第二激光增益介质板条尺寸均为长度8-10mm、宽度3-5mm、高3-5mm,端面分别镀有806nm的增透膜、1047和1053nm增透膜。本专利技术的原理:本专利技术通过第一激光增益介质板条的c轴与第二激光增益介质板条的c轴相互垂直设置使第一激光增益介质板条产生的π偏振光与第二激光增益介质板条产生的δ偏振光相互垂直;第一激光增益介质板条产生的δ偏振光与第二激光增益介质板条产生的π偏振光相互垂直;利用两端的抽运结构进行抽运,实现了两个波长强度分立可控的线性偏振激光输出。本专利技术的有益效果是:1、本专利技术利用氟化物晶体特性和抽运结构的设计,通过调节两个抽运激光二极管输出强度的简单操作来实现两个波长强度分立可控的线性偏振激光输出。2、本专利技术装置简单、紧凑,在一个谐振腔内实现双波长锁模激光,加强了双波长锁模激光输出的同步性,进而提高利用双波长激光进行非线性差频产生太赫兹激光的转换效率以及提升双波长锁模激光在其他领域的应用效果。附图说明图1为本专利技术激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器的结构示意图。其中:1、第一激光增益介质板条,2、第二激光增益介质板条,3、第一抽运源激光二极管,4、第二抽运源激光二极管,5、第一抽运光耦合系统,6、第二抽运光耦合系统,7、第一谐振腔腔镜,8、第二谐振腔腔镜,9、第三谐振腔腔镜,10、第四谐振腔腔镜,11、可饱和吸收体,12、选偏器件。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明,但不限于此。实施例1一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,结构如图1所示,包括沿光路左右对称设置的第一反射组件和第二反射组件,第一反射组件包括沿光路从右向左依次设置的第一激光增益介质板条1、第一谐振腔腔镜7、第一抽运光耦合系统5和第一抽运源激光二极管3,第二反射组件包括沿光路从左向右依次设置的第二激光增益介质板条2、第二谐振腔腔镜8、第二抽运光耦合系统6和第二抽运源激光二极管4;其中第一激光增益介质板条1的光轴和第二激光增益介质板条2的光轴均垂直于光路通过的方向,第一谐振腔腔镜7的反射光路上设置有第三谐振腔腔镜9,第二谐振腔腔镜8的反射光路上依次设置有选偏器件12和第四谐振腔腔镜10,第四谐振腔腔镜10的反射光路上设置有可饱和吸收体11。第一激光增益介质板条1和第二激光增益介质板条2采用按a轴切割的掺杂浓度1%的Nd本文档来自技高网
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一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器

【技术保护点】
1.一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:包括沿光路从左右依次设置的第一抽运源激光二极管、第一抽运光耦合系统、第一谐振腔腔镜、第一激光增益介质板条,所述第一激光增益介质板条的右侧沿光路从左向右依次设置有第二激光增益介质板条、第二谐振腔腔镜、第二抽运光耦合系统和第二抽运源激光二极管,其中第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向,所述第一谐振腔腔镜的反射光路上设置有第三谐振腔腔镜,所述第二谐振腔腔镜的反射光路上依次设置有选偏器件和第四谐振腔腔镜,所述第四谐振腔腔镜的反射光路上设置有可饱和吸收体。

【技术特征摘要】
1.一种激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:包括沿光路从左右依次设置的第一抽运源激光二极管、第一抽运光耦合系统、第一谐振腔腔镜、第一激光增益介质板条,所述第一激光增益介质板条的右侧沿光路从左向右依次设置有第二激光增益介质板条、第二谐振腔腔镜、第二抽运光耦合系统和第二抽运源激光二极管,其中第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向,所述第一谐振腔腔镜的反射光路上设置有第三谐振腔腔镜,所述第二谐振腔腔镜的反射光路上依次设置有选偏器件和第四谐振腔腔镜,所述第四谐振腔腔镜的反射光路上设置有可饱和吸收体。2.根据权利要求1所述的激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:第一激光增益介质板条与第二激光增益介质板条的位置关系为:第一激光增益介质板条的c轴与第二激光增益介质板条的c轴相互垂直设置。3.根据权利要求2所述的激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:第一激光增益介质板条的光轴和第二激光增益介质板条的光轴均垂直于光路通过的方向具体为:第一激光增益介质板条产生的π偏振光与第二激光增益介质板条产生的δ偏振光相互垂直;第一激光增益介质板条产生的δ偏振光与第二激光增益介质板条产生的π偏振光相互垂直。4.根据权利要求1所述的激光强度分立可控的同步双波长锁模激光器,其特征在于:所述的第一激光增益介质板条和第二激光增益介质板条为按a轴切割的氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨琦刘学谦
申请(专利权)人:齐鲁工业大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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