一种脉宽可调谐被动锁模激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种脉宽可调谐被动锁模激光器，包括：880nm泵浦源通过泵浦光传输光纤耦合至泵浦光耦合系统，泵浦光耦合系统与双色镜耦合，双色镜分别与增益晶体和平凹反射镜组耦合，增益晶体、腔长调节器和平面输出镜依次耦合，平凹反射镜组与半导体可饱和吸收体耦合；其中，平面输出镜和半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激光器的谐振腔；腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节两个三棱镜的距离实现连续调节谐振腔的腔长。本发明专利技术通过调节这两个三棱镜的距离，可以轻松的调节谐振腔的腔长，以连续调节激光输出脉冲宽度，得到不同脉冲宽度的激光，解决了现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光
，特别是涉及一种脉宽可调谐被动锁模激光器。
技术介绍
全固态皮秒激光器在科研、医药和激光微纳加工等领域有着广泛和重要的应用，如非线性频率转换、生物光子学、激光测距和激光微加工等。不同的使用领域需要不同的锁模皮秒脉宽，如“冷加工”需要的脉冲宽度小于15ps，为了再生放大得到kHz的大能量绿光，激光测距需要的脉冲宽度可以放宽到30ps等。因此，研制脉宽可调谐被动锁模激光器成为当前研究的热点。被动锁模激光器产生的高重复频率光脉冲具有极窄的脉冲宽度（10-10-10-15秒），而且单个脉冲相当稳定，可以作为再生放大器和皮秒放大器稳定的种子源。由于半导体可饱和吸收体的恢复时间一定，输出脉冲宽度变化很小，可以通过在谐振腔内插入不同厚度的标准具，对腔内激光模式进行调制，最终得到了平均功率为7.3W，脉冲重复频率为108MHz，脉宽范围在34ps至1ns的激光输出，脉冲的调谐范围宽，但每改变一次脉宽，就需要插入不同的标准具，不能实现连续精确调谐。而且，脉宽大于90ps的输出，可以通过更简单的谐振腔输出。对于脉宽大于200ps的脉宽，可以通过Cr4+键合晶体或者二极管直接调制输出。所以，能够在10ps～100ps之间连续调谐，是当前研究的难点，中国科学院上海精密机械研究所的林华等人采用通过控制两块晶体的不同泵浦比例，可以实现脉宽的精细连续调谐，实现了8.8ps的最小脉宽输出和20.3ps的最大脉宽输出，但调谐范围较小，且有两块晶体和两个泵浦源，成本较高。由上述可见，要实现脉冲宽度小于100ps的连续可调谐输出，又要保证结构简单，是目前急需解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术提供一种脉宽可调谐被动锁模激光器，用以解决现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种脉宽可调谐被动锁模激光器，包括：880nm泵浦源，泵浦光传输光纤，泵浦光耦合系统，双色镜，增益晶体，腔长调节器，平面输出镜，平凹反射镜组，半导体可饱和吸收体；所述880nm泵浦源通过所述泵浦光传输光纤耦合至所述泵浦光耦合系统，所述泵浦光耦合系统与所述双色镜耦合，所述双色镜分别与所述增益晶体和所述平凹反射镜组耦合，所述增益晶体、所述腔长调节器和平面输出镜依次耦合，所述平凹反射镜组与所述半导体可饱和吸收体耦合；其中，所述平面输出镜和所述半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激光器的谐振腔；所述腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节所述两个三棱镜的距离实现连续调节所述谐振腔的腔长。进一步，所述腔长调节器的三棱镜的材质为熔融石英，且靠近所述平面输出镜侧的三棱镜的三角形边长大于另一个三棱镜的三角形边长。进一步，所述双色镜为30°平面反射镜，用于透射泵浦光，反射激光。进一步，所述平面输出镜为对激光透射率为5%～15%的输出镜。进一步，所述平凹反射镜组的多个平凹反射镜均为6°全反镜。进一步，所述增益晶体材料为掺铷钒酸钇Nd:YVO4，或者，掺镱钇铝石榴石Yb:YAG；并且，所述增益晶体的横截面为2mm×2mm至5mm×5mm，长度为5mm～10mm。进一步，所述增益晶体采用双增透镀膜方式。进一步，所述增益晶体的冷却方式为传导冷却。进一步，所述增益晶体的泵浦方式为连续泵浦，泵浦电流为2A～5A。进一步，所述半导体可饱和吸收体的中心吸收波长为1064nm或者1030nm。本专利技术的腔长调节器中设置了两个三棱镜，通过调节这两个三棱镜的距离，可以轻松的调节谐振腔的腔长，以连续调节激光输出脉冲宽度，得到不同脉冲宽度的激光，解决了现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。附图说明图1是本专利技术实施例中脉宽可调谐被动锁模激光器的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例中脉宽可调谐被动锁模激光器的结构示意图；图3是本专利技术优选实施例中腔长调节器的结构示意图；图4是本专利技术优选实施例中输出较窄脉冲波形的示意图；图5是本专利技术优选实施例中输出较宽脉冲波形的示意图。具体实施方式为了解决现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题，本专利技术提供了一种脉宽可调谐被动锁模激光器，以下结合附图以及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种脉宽可调谐被动锁模激光器，其结构示意如图1所示，包括：880nm泵浦源1，泵浦光传输光纤2，泵浦光耦合系统3，双色镜4，增益晶体5，腔长调节器6，平面输出镜7，平凹反射镜组8，半导体可饱和吸收体9；880nm泵浦源通过泵浦光传输光纤耦合至泵浦光耦合系统，泵浦光耦合系统与双色镜耦合，双色镜分别与增益晶体和平凹反射镜组耦合，增益晶体、腔长调节器和平面输出镜依次耦合，平凹反射镜组与半导体可饱和吸收体耦合；其中，平面输出镜和半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激光器的谐振腔；腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节两个三棱镜的距离实现连续调节谐振腔的腔长。本专利技术实施例的腔长调节器中设置了两个三棱镜，通过调节这两个三棱镜的距离，可以轻松的调节谐振腔的腔长，以连续调节激光输出脉冲宽度，得到不同脉冲宽度的激光，解决了现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。在上述脉宽可调谐被动锁模激光器中，平面输出镜和半导体可饱和吸收体组成激光器谐振腔，激光通过增益晶体起振，通过半导体可饱和吸收体锁模后再一次通过增益晶体，相当于又一次放大，经平面输出镜输出高功率，高光束质量锁模激光；通过腔长调节器连续调节腔长，可以输出脉冲宽度连续可变的锁模激光。设计过程中，880nm泵浦源提供最大功率30W泵浦光，半导体可饱和吸收体的中心吸收波长为1064nm或者1030nm。腔长调节器的三棱镜的材质可以设置为熔融石英，即两块三角形的熔融石英组成，并且。靠近平面输出镜侧的三棱镜的三角形边长大于另一个三棱镜的三角形边长，还可以在靠近平面输出镜侧的三棱镜上设置移动把手，以调整两个三棱镜之间的距离，来实现调节腔长的目的。设置时，双色镜为30°平面反射镜，用于透射泵浦光，反射激光；平面输出镜为对激光透射率为5%～15%的输出镜；平凹反射镜组的多个平凹反射镜均为6°全反镜，可以根据需求设置3个、4个等。实现时，可以根据需要调节的腔长来确定平凹反射镜组的反射镜的数量。增益晶体的材料可以为掺铷钒酸钇（Nd:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽可调谐被动锁模激光器，其特征在于，包括：880nm泵浦源，泵浦光传输光纤，泵浦光耦合系统，双色镜，增益晶体，腔长调节器，平面输出镜，平凹反射镜组，半导体可饱和吸收体；所述880nm泵浦源通过所述泵浦光传输光纤耦合至所述泵浦光耦合系统，所述泵浦光耦合系统与所述双色镜耦合，所述双色镜分别与所述增益晶体和所述平凹反射镜组耦合，所述增益晶体、所述腔长调节器和平面输出镜依次耦合，所述平凹反射镜组与所述半导体可饱和吸收体耦合；其中，所述平面输出镜和所述半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激光器的谐振腔；所述腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节所述两个三棱镜的距离实现连续调节所述谐振腔的腔长。

【技术特征摘要】
1.一种脉宽可调谐被动锁模激光器，其特征在于，包括：
880nm泵浦源，泵浦光传输光纤，泵浦光耦合系统，双色镜，增益晶体，
腔长调节器，平面输出镜，平凹反射镜组，半导体可饱和吸收体；
所述880nm泵浦源通过所述泵浦光传输光纤耦合至所述泵浦光耦合系统，
所述泵浦光耦合系统与所述双色镜耦合，所述双色镜分别与所述增益晶体和所
述平凹反射镜组耦合，所述增益晶体、所述腔长调节器和平面输出镜依次耦合，
所述平凹反射镜组与所述半导体可饱和吸收体耦合；
其中，所述平面输出镜和所述半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激
光器的谐振腔；
所述腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节所述两个三棱镜的距离实现
连续调节所述谐振腔的腔长。
2.如权利要求1所述的脉宽可调谐被动锁模激光器，其特征在于，所述
腔长调节器的三棱镜的材质为熔融石英，且靠近所述平面输出镜侧的三棱镜的
三角形边长大于另一个三棱镜的三角形边长。
3.如权利要求1所述的脉宽可调谐被动锁模激光器，其特征在于，
所述双色镜为30°平面反射镜，用于透射泵浦光，反射激光。
4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛小洁，秘国江，庞庆生，邹跃，刘先达，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11