固体微片激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种固体微片激光器，包括：固体微片激光晶体，用于连续输出激光；所述固体微片激光晶体包括相对的第一晶体通光面及第二晶体通光面，所述第一晶体通光面及第二晶体通光面相对的部分表面，镀有反射介质膜，形成微型腔镜；激光泵浦源，设置于所述固体微片激光晶体侧面的位置上，用于输出泵浦光，从侧面入射到固体微片激光晶体。所述固体微片激光器输出激光模式为单纵模与基横模，频率成分单一，并可实现激光器两侧同时出光。本发明专利技术可以广泛应用于侧面泵浦的单模固体微片激光器的设计与组装过程中，并可进一步用于阵列激光器的设计。

【技术实现步骤摘要】
固体微片激光器
本专利技术涉及一种固体微片激光器，尤其涉及一种基于侧面泵浦的单模固体微片激光器，属于激光器领域。
技术介绍
固体微片激光器作为一种新型的激光器结构，通常指谐振腔长在毫米量级的微小型固体激光器，泵浦源一般采用半导体激光器以获得较高的泵浦效率。与传统的激光器相比，固体微片激光器具有激光线宽窄、光束质量好、相干长度长等优点，因此在测量领域有着较好的发展前景。微片激光器还具有全固态、体积小、结构简单、泵浦效率高、运行稳定、寿命长的优点，从而在激光雷达、遥感、生物医学、微机械、空间通信等许多领域都有广泛的应用前景。对于精密测量领域应用的激光，一般要求激光运转在单纵模、基横模模式。目前用于固体微片激光器的泵浦主要采取端面泵浦方式，通过整形、聚焦的手段将泵浦光斑半径聚焦在固体微片激光器输出高斯光束的束腰半径之内，从而利用端面泵浦方式中的模式匹配，使固体微片激光器输出基横模的激光。然而，端面泵浦方式对于泵浦光的聚焦性和定位准确性要求较高，当半导体激光泵浦源的驱动电流稳定性较低、环境变化比较剧烈或机械结构发生变形等时，泵浦光的性质变化或者泵浦聚焦点在微片上的泵浦位置发生变化的时候，微片激光器出射光的性质会随之发生变化，从而影响其应用。
技术实现思路
综上所述，确有必要提供一种侧面泵浦的单模微型腔镜固体微片激光器。一种固体微片激光器，其中，包括：固体微片激光晶体，用于连续输出激光；所述固体微片激光晶体包括相对的第一晶体通光面及第二晶体通光面，所述第一晶体通光面及第二晶体通光面相对的部分表面，镀有反射介质膜，作为微型腔镜，并形成激光谐振腔；激光泵浦源，设置于所述固体微片激光晶体侧面的位置上，用于输出泵浦光，从侧面入射到固体微片激光晶体。在其中一个实施例中，还包括准直聚焦元件，设置于入射到固体微片激光晶体的泵浦光的通光路径上，用于对泵浦光束进行准直聚焦。在其中一个实施例中，所述反射介质膜为通过刻蚀方法形成在第一晶体通光面及第二晶体通光面的表面，用于约束激光谐振腔中腔镜的面积，形成微型腔镜，所述泵浦光经过准直聚焦元件聚焦之后的聚焦点位于微型腔镜的中心，所述泵浦光经过准直聚焦元件聚焦之后的聚焦点位于微型腔镜的中心。在其中一个实施例中，所述准直聚焦元件为自聚焦透镜。在其中一个实施例中，所述固体微片激光晶体输出的激光的纵模间隔大于出光带宽。在其中一个实施例中，所述固体微片激光晶体从微型腔镜的两侧同时出光，且两侧出射激光特性完全相同。在其中一个实施例中，所述固体微片激光晶体输出激光的模式为基横模。在其中一个实施例中，所述固体微片激光晶体的厚度小于1mm，所述微型腔镜的尺寸为100μm到600μm。在其中一个实施例中，所述固体微片激光晶体形成有多个微型腔镜间隔设置，每一微型腔镜包括相对设置于固体微片激光晶体中第一晶体通光面及第二晶体通光面的反射介质膜。在其中一个实施例中，所述多个微型腔镜均匀分布形成微型腔镜阵列。本专利技术一种侧面泵浦的固体微片激光器，采用侧面泵浦方案，对泵浦光变化不敏感，具有体积小、易调节，激光输出光束质量好、稳定性高，可以广泛应用于侧面泵浦的单模固体微片激光器的设计与组装过程中，其激光输出光源使用，对精密测量领域有着重要的意义。附图说明图1是本专利技术实施例所述侧面泵浦的单模微型腔镜固体微片激光器结构示意图。图2是所述激光谐振腔基于基尔霍夫衍射积分，利用计算机程序进行仿真迭代计算得到的不同腔镜面积下的横模结果。图3是所述微型腔镜激光谐振腔的横模模式、光束质量因子以及频率成分纯净度的测试结果。主要元件符号说明固体微片激光器100固体微片激光晶体1晶体侧面11第一晶体通光面12第二晶体通光面13微型腔镜14激光泵浦源2准直聚焦元件3泵浦光4如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下结合附图来对本专利技术进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本专利技术，它们不应该理解成对本专利技术的限制。请参阅图1，本专利技术实施例提供的侧面泵浦的固体微片激光器结构100包括：固体微片激光晶体1，用于连续输出激光，其中其泵浦光注入面为晶体侧面11；所述固体微片激光晶体1包括相对的两个通光面，包括第一晶体通光面12和/或第二晶体通光面13，其中第一晶体通光面12的部分表面镀有高反射介质膜，可作为激光器的输出镜；第二晶体通光面13的部分表面镀有高反射介质膜作为激光器的腔镜；第一晶体通光面12与第二晶体通光面13表面的镀膜经过工艺加工形成微型腔镜14，相对设置且面积相等。半导体激光泵浦源3，设置于所述固体微片激光晶体1的晶体侧面11的位置上，用于输出泵浦光4至晶体侧面11，以泵浦固体微片激光晶体1；准直聚焦元件3，设置于泵浦光4的通光路径上，用于对泵浦光束进行准直聚焦后，入射到固体微片激光晶体1。所述侧面泵浦的单模固体微片激光器100输出激光模式为单纵模与基横模，频率成分单一。本实施例中，频率成分纯净度由扫描干涉仪测试。所述固体微片激光晶体1为可以实现激光输出的固体激光晶体。本实施例中，所用固体微片激光晶体1为掺钕钒酸钇Nd:YVO4晶体以及掺钕钇铝石榴石Nd：YAG晶体。所述固体微片激光晶体1的泵浦光4，从晶体侧面11注入固体微片激光晶体1中。本实施例中，为实现较高的泵浦能量密度，对泵浦光入射侧面11做抛光处理。所述固体微片激光晶体1的第一晶体通光面12的部分表面，镀有高反射介质膜作为输出镜；所述固体微片激光晶体1的第二晶体通光面13的部分表面镀有高反射介质膜作为腔镜，即固体微片激光晶体1的两个通光侧面协同激光晶体组成谐振腔。其中第二晶体通光面13上的介质膜反射率高于输出镜的介质膜反射率。本实施例中，第一晶体通光面12及第二晶体通光面13镀有1064nm高反射率的介质膜。通过调整两面介质膜的反射率参数，可以实现在侧面泵浦的情况下两面同时出光，且出射激光性质相同。反射介质膜可通过先在第一晶体通光面12及第二晶体通光面的表面镀膜，然后再用刻蚀方法在第一晶体通光面12及第二晶体通光面13的表面保留部分镀膜，用于约束激光谐振腔中腔镜的面积，形成微型腔镜。所述半导体激光泵浦源2，设置于所述固体微片激光晶体1的晶体侧面11的位置上，即第一晶体通光面12与第二晶体通光面13之间的固体微片激光晶体1的侧面，用于沿晶体侧面11输出泵浦光4以侧面泵浦固体微片激光器。本实施例中，半导体激光泵浦源2的泵浦光波长为808nm，由电流源驱动。可以理解，激光泵浦源2还可为其他形式的泵浦源。所述准直聚焦元件3设置于泵浦光通光路径中，对泵浦光进行准直，聚焦，使泵浦光的聚焦点位于刻蚀产生的优化的微型腔镜14的位置处，即泵浦光的聚焦点位于具有镀膜的第一晶体通光面12和第二晶体通光面13之间的固体微片激光晶体1中，泵浦光的聚焦点位于微型腔镜14的中心。本实施例中，准直聚焦元件3为自聚焦透镜。可以理解，所述准直聚焦元件3为可选元件，在半导体激光泵浦源2满足固体微片激光晶体1的泵浦条件的情况下，所述准直聚焦元件3也可省略。具体的，所述第一晶体通光面12与所述第二晶体通光面13相对的部分表面，镀有高反射介质膜，形成激光谐振腔。对高反射介质膜进行刻蚀工艺加工，形成面积大大减小的介质膜区域，作为微型腔镜14。所述第一晶体通光面12与所述第二晶体通光面13具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体微片激光器，其特征在于，包括：固体微片激光晶体，用于连续输出激光；所述固体微片激光晶体包括相对的第一晶体通光面及第二晶体通光面，所述第一晶体通光面及第二晶体通光面相对的部分表面，镀有反射介质膜作为微型腔镜，并形成激光谐振腔；激光泵浦源，设置于所述固体微片激光晶体侧面的位置上，用于输出泵浦光，从侧面入射到固体微片激光晶体。

【技术特征摘要】
1.一种固体微片激光器，其特征在于，包括：固体微片激光晶体，用于连续输出激光；所述固体微片激光晶体包括相对的第一晶体通光面及第二晶体通光面，所述第一晶体通光面及第二晶体通光面相对的部分表面，镀有反射介质膜作为微型腔镜，并形成激光谐振腔；激光泵浦源，设置于所述固体微片激光晶体侧面的位置上，用于输出泵浦光，从侧面入射到固体微片激光晶体。2.根据权利要求1所述的固体微片激光器，其特征在于，还包括准直聚焦元件，设置于入射到固体微片激光晶体的泵浦光的通光路径上，用于对泵浦光束进行准直聚焦。3.根据权利要求2所述的固体微片激光器，其特征在于，所述反射介质膜为通过刻蚀方法形成在第一晶体通光面及第二晶体通光面的表面，用于约束激光谐振腔中腔镜的面积，形成微型腔镜，所述泵浦光经过准直聚焦元件聚焦之后的聚焦点位于微型腔镜的中心。4.根据权利要求2所述的固体微片激光器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书练，李继扬，谈宜东，
申请(专利权)人：北京镭测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11