一种基于锑烯的调Q脉冲激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其中：包括半导体激光器、耦合透镜、输入端平面镜、Tm

A Q-switched pulse laser based on antimony

The utility model discloses a Q-switched pulse laser based on antimony, which comprises a semiconductor laser, a coupling lens, an input plane mirror and a Tm.

【技术实现步骤摘要】
一种基于锑烯的调Q脉冲激光器
本技术属于激光技术及其非线性光学的
，具体涉及一种基于锑烯的调Q脉冲激光器。
技术介绍
自石墨烯被剥离以来，二维材料的在维度上特殊的性质（在第三个维度基本没有厚度）在基础与应用方面做为研究热点被科学家所研究。从那时以起，该领域的研究方向从二维材料石墨烯开始，逐渐向过镀金属二硫化物和第四族主元素（硅、锗、锡），再向第五主族元素（磷、砷、锑、铋）一步一步的进行拓展。锑烯具有宽带隙，也拥有比黑磷等二维材料更好的稳定性，因此引发了广泛的研究人员的关注。锑烯在532nm-2000nm的超宽波段范围内均具有很好的光吸收特性，在入射光为532nm波长的条件下，其532nm光的透射率没有达到10%，阻光能力优于同等状态下的石墨烯，这也在激光防护等国防领域具有非常重要应用潜力。调Q技术因为较宽脉冲宽度和较低重复频率可以产生单脉冲高能量，被广泛应用在测距、环境遥感、材料、医学等多个领域。调Q技术又可细分为被动调Q技术与主动调Q技术，相比于主动式工作模式，被动式调Q具有结构简单、效率高、成本低、操作方便、稳定性好等优势。如果能将锑烯用在调Q脉冲激光器中，可以进一步提升调Q脉冲激光器的光吸收性和选择性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用了锑烯的调Q脉冲激光器。为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其中：包括半导体激光器、耦合透镜、输入端平面镜、Tm3+:YAP晶体、第一凹面镜、第二凹面镜、锑烯可饱和吸收体和输出镜，带尾纤输出的半导体激光器能产生射向耦合透镜的连续光，连续光透过耦合透镜后，射入输入端平面镜，经输入端平面镜入射到Tm3+:YAP晶体，经过Tm3+:YAP晶体的增益后，连续光变为脉冲激光射向第一凹面镜，脉冲激光依次经过第一凹面镜和第二凹面镜反射后，通过锑烯可饱和吸收体，射向输出镜，最后由输出镜输出脉冲激光。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：上述的脉冲激光经Tm3+:YAP晶体射出后，呈Z字型走向，其中，脉冲激光的两个转折点分别为第一凹面镜和第二凹面镜。上述的半导体激光器产生的连续光中心波长为793nm。上述的输入端平面镜朝向半导体激光器的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜。上述的Tm3+:YAP晶体接收激光的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜，Tm3+:YAP晶体用于将793nm连续光增益为1970nm脉冲激光。上述的第一凹面镜表面镀有1970nm高反膜。上述的第二凹面镜表面镀有1970nm高反膜。上述的输出镜表面镀有1970nm的增透膜。本技术具有以下优点：1、相较于当前较热的石墨烯相比，锑烯也拥有比具有宽带隙，黑磷等二维材料更好的稳定性，对光具有良好的吸收性和选择性。2、本方案采用锑烯可饱和吸收体作为调Q器件，可通过将锑烯减薄到一个原子厚度的方法转变成带隙半导体，此外，加载微小的双轴应变，就可以实现从间接到直接带隙的转变，得到不同的能量带隙进而实现锑烯可饱和吸收材料在不同激光波段的运转。3、相较于常见的直线腔调Q固体激光器而言，本专利优化腔型结构，采用Z型腔方案，增大腔长，更易于实现脉冲输出。4、本技术利用二维材料锑烯在500nm到2000nm波段具有良好的可饱和吸收特性，获得了高能量的脉冲激光，实现纳秒级的脉冲输出。附图说明图1是本技术的结构示意图。附图标记为：1.半导体激光器；2.耦合透镜；3.输入端平面镜；4.Tm3+:YAP晶体；5.第一凹面镜；6.第二凹面镜；7.锑烯可饱和吸收体；8.输出镜。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细描述。如图1所示，本技术为一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其中：包括半导体激光器1、耦合透镜2、输入端平面镜3、Tm3+:YAP晶体4、第一凹面镜5、第二凹面镜6、锑烯可饱和吸收体7和输出镜8，各结构间没有直接的连接关系，位置以光线的传播路径为纽带。带尾纤输出的半导体激光器1能产生射向耦合透镜2的连续光，连续光透过耦合透镜2后，射入输入端平面镜3，经输入端平面镜3入射到Tm3+:YAP晶体4，经过Tm3+:YAP晶体4的增益后，连续光变为脉冲激光射向第一凹面镜5，脉冲激光依次经过第一凹面镜5和第二凹面镜6反射后，通过锑烯可饱和吸收体7，射向输出镜8，最后由输出镜8输出脉冲激光。实施例中，脉冲激光经Tm3+:YAP晶体4射出后，呈Z字型走向，其中，脉冲激光的两个转折点分别为第一凹面镜5和第二凹面镜6。实施例中，半导体激光器1产生的连续光中心波长为793nm。实施例中，输入端平面镜3朝向半导体激光器1的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜。实施例中，Tm3+:YAP晶体4接收激光的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜，Tm3+:YAP晶体4用于将793nm连续光增益为1970nm脉冲激光。实施例中，第一凹面镜5表面镀有1970nm高反膜。实施例中，第二凹面镜6表面镀有1970nm高反膜。实施例中，输出镜8表面镀有1970nm的增透膜。目前研究发现，相比于二维材料石墨烯零带隙而言，锑烯通过加载微小的双轴应变，可从间接带隙变成直接带隙，其带隙值分别为为2.49eV和2.28eV。通过锑烯锁膜可获得高能量脉冲激光,实现纳秒级甚至飞秒级的脉冲激光输出。而且，通过对锑烯的处理得到能量带隙进而实现不同的激光波段可饱和吸收体的正常运转。本技术采用锑烯可饱和吸收体7作为调Q器件，通过带尾纤输出的半导体激光器1产生产生793nm连续光依次经过耦合透镜2和平面输入镜入射到Tm3+:YAP晶体4后，经过Tm3+:YAP晶体4的增益激光由第一凹面镜6和第二凹面镜6反射后，通过锑烯可饱和吸收体7，最后由输出镜8输出波长为1970nm的脉冲激光。输入端平面镜3朝向半导体激光器1的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜。Tm3+:YAP晶体4接收激光的一面镀有1970nm高反膜和793nm的增透膜，是为了保证滤去激光源可能会携带的1970nm的波段光，保证最后获得的1970nm脉冲激光全部由Tm3+:YAP晶体4增益得到，以方便后续的实验。本技术光学参量振荡器的工作原理是：带尾纤输出的半导体激光器1产生产生793nm连续光依次经过耦合透镜2和平面输入镜入射到Tm3+:YAP晶体4后，经过Tm3+:YAP晶体4的增益激光由第一凹面镜6和第二凹面镜6反射后，通过锑烯可饱和吸收体7，最后由输出镜8输出波长为1970nm的脉冲激光。锑烯可饱和吸收体7的工作原理是：锑烯可饱和吸收体7对腔内激光的吸收会随着光场强度的变化而变化，当光场强度较弱时对光吸收强，腔内损耗大，光透过率低。当光强超过特定值时出现吸收饱和现象，此时光透过率可达100%，使得光强在获得最大激光脉冲的同时受到最小的损耗，输出最大强度的脉冲激光。以上仅是本技术的优选实施方式，本技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下的若干改进和润饰，应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其特征是：包括半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、输入端平面镜(3)、Tm

【技术特征摘要】
1.一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其特征是：包括半导体激光器(1)、耦合透镜(2)、输入端平面镜(3)、Tm3+:YAP晶体(4)、第一凹面镜(5)、第二凹面镜(6)、锑烯可饱和吸收体(7)和输出镜(8)，带尾纤输出的半导体激光器(1)能产生射向耦合透镜(2)的连续光，连续光透过耦合透镜(2)后，射入输入端平面镜(3)，经输入端平面镜(3)入射到Tm3+:YAP晶体(4)，经过Tm3+:YAP晶体(4)的增益后，连续光变为脉冲激光射向第一凹面镜(5)，脉冲激光依次经过第一凹面镜(5)和第二凹面镜(6)反射后，通过锑烯可饱和吸收体(7)，射向输出镜(8)，最后由输出镜(8)输出脉冲激光。2.根据权利要求1所述的一种基于锑烯的调Q脉冲激光器，其特征是：脉冲激光经Tm3+:YAP晶体(4)射出后，呈Z字型走向，其中，脉冲激光的两个转折点分别为第一凹面镜(5)和第二凹面镜(6)。3.根据权利要求2所述的一种基于锑烯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：常建华，戴腾飞，刘海洋，戴瑞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32