小型化脉冲绿光激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型化脉冲绿光激光器，包括从左到右依次排列设置的LD激光二极管、Nd:YVO4晶体、可饱和吸收镜和PPLN晶体，LD激光二极管、Nd:YVO4晶体、可饱和吸收镜和PPLN晶体的中心位置位于同一水平面内的同一中心轴线上；Nd:YVO4晶体下方设置有TEC1温度控制器，用于控制Nd:YVO4晶体的温度；PPLN晶体的下方设置有TEC2温度控制器，用于控制PPLN晶体的温度。该小型化脉冲绿光激光器恢复时间快、饱和光强度低、工作光谱范围宽且制备方法简单、成本低、化学稳定性好，大大提高了输出脉冲功率和重复频率，避免走离效应；同时，结构简单紧凑，无需采用透镜和反射镜，成本低、易于操作、便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
小型化脉冲绿光激光器
本技术涉及一种小型化脉冲绿光激光器。
技术介绍
高峰值功率、高稳定性脉冲绿光激光在激光医疗、激光精密加工、光谱分析等诸多领域具有广泛的应用价值和前景。产生脉冲激光的方式有两种：调Q和锁模，锁模技术相比于调Q技术有以下优点：一方面可以得到T瓦量级甚至更高峰值功率输出，另一方面可以获得更窄的脉宽输出(调Q技术μs～ns量级，锁模技术ps～fs量级)。锁模技术工作方式有主动锁模、被动锁模以及自锁模。主动锁模又可分为相位调制型锁模和振幅调制型锁模，然而这两种锁模调制光波类似，存在一系列波带，而且锁模不稳定。而自锁模激光器，由于噪声脉冲达不到自锁模的自启动阈值，往往需要人工采取附加措施来启动。被动锁模是通过在激光谐振腔内加入具有可饱和吸收特性材料制成的可饱和吸收体，利用材料本身独特的非线性光学特性产生脉冲激光输出。目前常用的可饱和吸收体存在着稳定性差、工作波长范围窄以及制备工艺复杂等诸多缺陷。目前产生绿光脉冲激光输出的方案大体上分为二种：(1)采用近红外脉冲激光器输出脉冲激光通过波长变换元件后，倍频得到绿光脉冲激光输出。这种方法特点是结构简单、倍频容易而且变换频率高，但输出的绿光激光线宽较宽、波长稳定性差、转化率不高。(2)利用半导体激光泵浦Nd3+、Er3+等稀土离子激活输出近红外连续激光然后经过调Q或锁模器件，利用波长变换元件实现绿光脉冲激光。这种方法在结构上较为复杂，但可以得到窄脉宽高光束质量的激光输出。因此，急需要提供一种能够克服现有脉冲绿光激光器输出脉冲宽、峰值功率低、转化效率不高以及激光系统复杂的劣势的小型化脉冲绿光激光器。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种小型化脉冲绿光激光器，该小型化脉冲绿光激光器恢复时间快、饱和光强度低、工作光谱范围宽且制备方法简单、成本低、化学稳定性好，大大提高了输出脉冲功率和重复频率，避免走离效应；同时，结构简单紧凑，无需采用透镜和反射镜，成本低、易于操作、便于推广使用。为了实现上述目的，本技术提供了一种小型化脉冲绿光激光器，包括从左到右依次排列设置的LD激光二极管、Nd:YVO4晶体、可饱和吸收镜和PPLN晶体，所述LD激光二极管、所述Nd:YVO4晶体、所述可饱和吸收镜和所述PPLN晶体的中心位置位于同一水平面内的同一中心轴线上；其中，所述Nd:YVO4晶体下方设置有TEC1温度控制器，用于控制所述Nd:YVO4晶体的温度；所述PPLN晶体的下方设置有TEC2温度控制器，用于控制所述PPLN晶体的温度。优选地，所述LD激光二极管最大输出功率为5W，中心波长为808nm。优选地，所述Nd:YVO4晶体采用a轴切割，尺寸为3mm×3mm×2mm；其中，Nd3+离子掺杂浓度1％，所述Nd:YVO4晶体左端面镀808nm的增透膜和1064nm的高反膜，右端面镀1064nm的增透膜和808nm的高反膜。优选地，所述TEC1温度控制器控制所述Nd:YVO4晶体的温度在24-26℃，并且控制精度为0.1℃。优选地，所述可饱和吸收镜的基底材料为K9玻璃，并且左右两个端面均镀有1064nm的增透膜。优选地，所述PPLN晶体为周期极化晶体，长20mm、宽10mm、厚1mm，且极化周期为30μm。优选地，所述PPLN晶体左端面镀1064nm的增透膜和532nm的高反膜，右端面镀1064nm的高反膜和532nm的增透膜。优选地，所述TEC2温度控制器控制所述PPLN晶体的温度在27-29℃，并且控制精度为0.1℃。根据上述技术方案，本技术利用808nm的LD激光二极管泵浦Nd:YVO4晶体产生1064nm的连续激光，通过碳纳米管可饱和吸收镜利用其本身独特的非线性光学特性从而获得1064nm的脉冲激光作为绿光激光器的泵浦光，再经过PPLN倍频晶体产生绿光脉冲激光输出。该装置是通过温度控制器来精确控制Nd:YVO4晶体以及PPLN晶体的温度，以避免晶体在长时间工作下产生的热效应影响整个激光系统的工作效率。其中，采用单壁碳纳米管制备可饱和吸收镜，具有恢复时间快(＜1ps)、饱和光强度低、工作光谱范围宽且制备方法简单、成本低、化学稳定性好的特点；可以实现ps～fs量级的超短脉冲激光输出，大大提高了输出脉冲功率和重复频率；利用连续光直接产生脉冲激光泵浦PPLN晶体得到绿光脉冲激光输出，避免了走离效应；另外本技术还具有结构简单紧凑，无需采用透镜和反射镜，成本低、易于操作、便于推广使用的特点。本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是根据本技术提供的一种实施方式中的小型化脉冲绿光激光器的结构示意图。附图标记说明1-LD激光二极管2-TEC1温度控制器3-Nd:YVO4晶体4-可饱和吸收镜5-TEC2温度控制器6-PPLN晶体具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，“上、下、左、右”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。参见图1，本技术提供一种小型化脉冲绿光激光器，包括从左到右依次排列设置的LD激光二极管1、Nd:YVO4晶体3、可饱和吸收镜4和PPLN晶体6，所述LD激光二极管1、所述Nd:YVO4晶体3、所述可饱和吸收镜4和所述PPLN晶体6的中心位置位于同一水平面内的同一中心轴线上；其中，所述Nd:YVO4晶体3下方设置有TEC1温度控制器2，用于控制所述Nd:YVO4晶体3的温度；所述PPLN晶体6的下方设置有TEC2温度控制器5，用于控制所述PPLN晶体6的温度。所述LD激光二极管1最大输出功率为5W，中心波长为808nm。所述Nd:YVO4晶体3采用a轴切割，尺寸为3mm×3mm×2mm；其中，Nd3+离子掺杂浓度1％，所述Nd:YVO4晶体3左端面镀808nm的增透膜和1064nm的高反膜，右端面镀1064nm的增透膜和808nm的高反膜。所述TEC1温度控制器2控制所述Nd:YVO4晶体3的温度在24-26℃，并且控制精度为0.1℃。所述可饱和吸收镜4的基底材料为K9玻璃，并且左右两个端面均镀有1064nm的增透膜。所述PPLN晶体6为周期极化晶体，长20mm、宽10mm、厚1mm，且极化周期为30μm。所述PPLN晶体6左端面镀1064nm的增透膜和532nm的高反膜，右端面镀1064nm的高反膜和532nm的增透膜。所述TEC2温度控制器5控制所述PPLN晶体6的温度在27-29℃，并且控制精度为0.1℃。其中，可饱和吸收镜的制备过程为将单壁碳纳米管粉末加入到有机溶剂中，为了使单壁碳纳米管均匀分散可以在有机溶剂中加入聚乙烯醇(PVA)作为分散剂，然后采用超声波处理使其均匀分散，对所得到的单壁碳纳米管分散液进行离心处理；并将有机胶体加入离心后所得单壁碳纳米管上清液中，再次采用超声波处理使两者混合均匀，得到两者均匀的混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化脉冲绿光激光器，其特征在于，包括从左到右依次排列设置的LD激光二极管(1)、Nd:YVO4晶体(3)、可饱和吸收镜(4)和PPLN晶体(6)，所述LD激光二极管(1)、所述Nd:YVO4晶体(3)、所述可饱和吸收镜(4)和所述PPLN晶体(6)的中心位置位于同一水平面内的同一中心轴线上；其中，所述Nd:YVO4晶体(3)下方设置有TEC1温度控制器(2)，用于控制所述Nd:YVO4晶体(3)的温度；所述PPLN晶体(6)的下方设置有TEC2温度控制器(5)，用于控制所述PPLN晶体(6)的温度。

【技术特征摘要】
1.一种小型化脉冲绿光激光器，其特征在于，包括从左到右依次排列设置的LD激光二极管(1)、Nd:YVO4晶体(3)、可饱和吸收镜(4)和PPLN晶体(6)，所述LD激光二极管(1)、所述Nd:YVO4晶体(3)、所述可饱和吸收镜(4)和所述PPLN晶体(6)的中心位置位于同一水平面内的同一中心轴线上；其中，所述Nd:YVO4晶体(3)下方设置有TEC1温度控制器(2)，用于控制所述Nd:YVO4晶体(3)的温度；所述PPLN晶体(6)的下方设置有TEC2温度控制器(5)，用于控制所述PPLN晶体(6)的温度。2.根据权利要求1所述的小型化脉冲绿光激光器，其特征在于，所述LD激光二极管(1)最大输出功率为5W，中心波长为808nm。3.根据权利要求1所述的小型化脉冲绿光激光器，其特征在于，所述Nd:YVO4晶体(3)采用a轴切割，尺寸为3mm×3mm×2mm；其中，N...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂诗信，朱标，李正荣，胡秋瑞，徐业飞，李鹏飞，
申请(专利权)人：中航华东光电有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34