一种激光横模模式可调控被动调Q微片激光器，涉及激光器。设有偏心高斯泵浦源和激光器谐振系统，偏心高斯泵浦源依次设有808nm光纤耦合激光二极管、两个透镜；808nm光纤耦合激光二极管和第二透镜位于同一光轴上；激光器谐振系统设有激光增益介质Nd:YAG晶体、调Q晶体、镀在激光增益介质Nd:YAG晶体表面的增透膜与高反膜和镀在调Q晶体表面的对1064nm波长的高反膜；激光增益介质Nd:YAG晶体、调Q晶体、镀在激光增益介质Nd:YAG晶体表面的增透膜与高反膜和镀在调Q晶体表面的对1064nm波长的高反膜固定在同一夹具中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器，尤其是涉及一种激光横模模式可调控被动调Q微片激光器。
技术介绍
激光横模因其光强分布的多样性受到人们的广泛关注。除了常见的基模高斯光束之外，激光器还可以输出许多高阶的激光模式，例如常见的有拉盖尔-高斯(LG)模式、因斯-高斯(IG)模式和厄米特-高斯(HG)模式，它们分别是自由空间近轴波动方程在圆柱坐标系、椭圆坐标系和直角坐标系和上的准确正交解。这些高阶模式因其光斑形状的多样性在光学俘获[1,2]、操纵微粒和生物细胞[3,4]、制备涡旋光束和涡旋阵列[5，6]等领域有广泛的应用。理论上，LG、IG和HG这三种激光模式是相互联系的，其中IG模式可以看做是LG和HG模式之间的过渡模式，只需要改变IG模式的椭圆率参数，其就可以转化为LG或HG模式[7]。在激光器腔外产生这三种模式往往需要相位调制器件，但其损伤阈值较低，不能实现高功率输出，因此人们需要在激光器腔内直接输出高功率的高阶模式激光。但是在目前的固体激光器中，特别是微片激光器中，同一个激光器往往只能输出某一类单一的激光模式[8-10]，这也限制了高阶激光模式的实际应用。因此如何在同一个激光器中，实现这三种模式可控输出依然是个挑战，具有重要的意义。现阶段，在固体激光器中实现这三种模式输出的主要有三种方法，第一种方法是利用空间光调制器[11]，将液晶空间光调制器作为固体激光器谐振器的一个反射镜，通过操控空间光调制器来实现不同种类的激光模式输出，但是其腔型结构复杂，体积较大，效率低，且受到液晶损伤阈值低的影响不能实现高功率输出，该方法也不能应用到微片激光器中。第二种是通过扫描泵浦的方式在激光器腔内直接输出这三种高阶模式[12]，但是，受扫描区域的限制，产生的模式较为简单，且装置复杂，不利于小型化。第三种方法是在倾斜泵浦条件下，通过改变激光晶体到泵浦光焦点的位置来实现三种模式转换[13]，但其对倾斜角度的要求较高，倾斜角度较小或较大时，则不容易得到三种模式的转换，因此如何在微片激光器中实现这三类高阶模式的高效输出依然是个有待解决的难题。研究发现，普通的高斯光束离轴经过一个聚焦透镜就可以得到偏心高斯光束[14]，而改变这个离轴量的大小，可以得到不同的偏心高斯光束。使用这种新型的光束泵浦微片激光器为实现这三种模式的可控输出提供了可能。参考文献：1M.Woerdemann,C.Alpmann,M.Esseling,etal.Advancedopticaltrappingbycomplexbeamshaping[J].Laser&PhotonicsReviews,2013,7(6):839-854.2M.Woerdemann,C.Alpmann,C.Denz.OpticalassemblyofmicroparticlesintohighlyorderedstructuresusingInce-Gaussianbeams[J].AppliedPhysicsLetters,2011,98(11):3.3S.Sato,M.Ishigure,H.Inaba.Opticaltrappingandrotationalmanipulationofmicroscopicparticlesandbiologicalcellsusinghigher-ordermodeNd:YAGlaserbeams[J].ElectronicsLetters,1991,27(20):1831-1832.4R.Dasgupta,S.Ahlawat,R.S.Verma,etal.OpticalorientationandrotationoftrappedredbloodcellswithLaguerre-Gaussianmode[J].OpticsExpress,2011,19(8):7680-7688.5T.Ohtomo,S.C.Chu,K.Otsuka.GenerationofvortexbeamsfromlaserswithcontrolledHermite-andInce-Gaussianmodes[J].OpticsExpress,2008,16(7):5082-5094.6S.C.Chu,C.S.Yang,K.Otsuka.VortexarraylaserbeamgenerationfromaDoveprism-embeddedunbalancedMach-Zehnderinterferometer[J].OpticsExpress,2008,16(24):19934-19949.7M.A.Bandres,J.C.Gutierrez-Vega.Ince-Gaussianbeams[J].OpticsLetters,2004,29(2):144-146.8Y.F.Chen,Y.P.Lan.DynamicsoftheLaguerreGaussianTEM0,l*modeinasolid-statelaser[J].PhysicalReviewA,2001,63(6):9.9J.Dong,J.Ma,Y.Y.Ren,etal.GenerationofInce-Gaussianbeamsinhighlyefficient,nanosecondCr,Nd:YAGmicrochiplasers[J].LaserPhysicsLetters,2013,10(8):7.10J.Dong,Y.He,S.-C.Bai,etal.ACr4+:YAGpassivelyQ-switchedNd:YVO4microchiplaserforcontrollablehigh-orderHermite–Gaussianmodes[J].LaserPhysics,2016,26(9):095004.11S.Ngcobo,I.Litvin,L.Burger,etal.Adigitallaserforon-demandlasermodes[J].Naturecommunications,2013,4:6.12T.Sato,Y.Kozawa,S.Sato.Transverse-modeselectivelaseroperationbyunicursalfast-scanningpumping[J].OpticsLetters,2015,40(14):3245-3248.13J.Dong,S.C.Bai,S.H.Liu,etal.AhighrepetitionratepassivelyQ-switchedmicrochiplaserforcontrollabletransverselasermodes[J].JournalofOptics,2016,18(5):9.14A.A.R.Alrashed,B.E.A.Saleh.DecenteredGaussianbeams[J].Appliedoptics,1995,34(30):6819-6825.
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光横模模式可调控被动调Q微片激光器。本专利技术设有偏心高斯泵浦源和激光器谐振系统，所述偏心高斯泵浦源依次设有808nm光纤耦合激光二极管、第一透镜、第二透镜；808nm光纤耦合激光二极管和第二透镜位于同一光轴上，第一透镜固本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光横模模式可调控被动调Q微片激光器，其特征在于设有偏心高斯泵浦源和激光器谐振系统，所述偏心高斯泵浦源依次设有808nm光纤耦合激光二极管、第一透镜、第二透镜；808nm光纤耦合激光二极管和第二透镜位于同一光轴上，第一透镜固定在三维调整架上，其位置可侧向移动；所述激光器谐振系统设有激光增益介质Nd:YAG晶体、调Q晶体、镀在激光增益介质Nd:YAG晶体表面的增透膜与高反膜和镀在调Q晶体表面的对1064nm波长的高反膜；所述激光增益介质Nd:YAG晶体、调Q晶体、镀在激光增益介质Nd:YAG晶体表面的增透膜与高反膜和镀在调Q晶体表面的对1064nm波长的高反膜固定在同一夹具中。
【技术特征摘要】
1.一种激光横模模式可调控被动调Q微片激光器，其特征在于设有偏心高斯泵浦源和激光器谐振系统，所述偏心高斯泵浦源依次设有808nm光纤耦合激光二极管、第一透镜、第二透镜；808nm光纤耦合激光二极管和第二透镜位于同一光轴上，第一透镜固定在三维调整架上，其位置可侧向移动；所述激光器谐振系统设有激光增益介质Nd:YAG晶体、调Q晶体、镀在激光增益介质Nd...
【专利技术属性】
技术研发人员：董俊，张明明，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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