本发明专利技术提供了一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置和方法，涉及超快激光技术领域，包括：光源，光束整形机构设置在光源的一侧，反射机构设置在光束整形机构远离光源的一侧，聚焦机构设置在反射机构远离光束整形机构的一侧，Pr3+:YLF晶体设置在聚焦机构远离光束整形机构的一侧，飞秒锁模机构设置在Pr3+:YLF晶体远离色散调节机构的一端。本发明专利技术解决了泵浦Pr3+:YLF晶体时产生的光谱较窄不能进行很好的锁模，同时使得产生的飞秒激光脉冲输出功率低的问题，通过设置的飞秒锁模机构，能够更好的将泵浦Pr3+:YLF晶体产生的荧光进行自锁模聚焦，进而激发强的非线性，使得在飞秒锁模机构中产生受激拉曼散射效应，在受激拉曼散射效应的牵引下锁模光谱进一步展宽。效应的牵引下锁模光谱进一步展宽。效应的牵引下锁模光谱进一步展宽。
【技术实现步骤摘要】
激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置和方法
[0001]本专利技术涉及超快激光
，尤其涉及一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置和方法。
技术介绍
[0002]自从激光诞生以来，人们一直追求并希望获得更短的脉冲宽度。快速时间分辨成为可能得益于超短的脉冲宽度，类似于高速摄像机捕捉高速的动作一样，超短脉冲激光可以将像分子或电子这样的超快运动“定格”在某一瞬间，因此可以探测化学反应动力学和高速运动电子，以及其他飞秒动力学过程的电光采样。利用超短脉冲激光可以间接的探测分子分解动力学和更多复杂的化学反应动力学过程。利用超强激光可提供一个全新的极端物理条件，在自然界中只有在恒星内部或黑洞边缘才能找到。通过在极端物理条件下物质结构运动和相互作用的研究，有助于人类更加深入和系统化地了解客观世界规律。
[0003]目前产生可见光激光的方式主要包括半导体激光器、非线性频率变换技术(光学参量)和稀土离子掺杂的固体激光器以及光纤激光器。稀土离子掺杂的可见光固体激光器包括镨离子(Pr3+)的吸收峰为445nm和480nm，吸收截面为10
‑
19cm2量级，其吸收峰与氮化铟镓(InGaN)激光二极管(LD)和腔内倍频光泵半导体激光器(2ω
‑
OPSL)的波长匹配。Pr3+的能级结构比较简单，拥有丰富的辐射波长，可实现480nm、525nm、610nm、640nm、670nm及720nm等多个可见波长激光输出。因此可采用445nm蓝光LD对Pr3+离子晶体进行泵浦是实现可见光波段激光输出的一种有效方案。
[0004]采用上述技术方案，由于Pr3+:YLF晶体的发射谱是一个个孤立的小峰，很难直接较宽的锁膜光谱，即较短的激光脉冲，如果利用现有技术中的装置对Pr3+:YLF晶体进行泵浦，其泵浦Pr3+:YLF晶体产生的发射谱较窄，通过将发射谱窄的光线进行锁模聚焦，进而不会产生较短的激光脉冲，同时不能获得很好的飞秒激光脉冲输出，从而使得产生的飞秒激光脉冲输出功率低。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置和方法，解决了泵浦Pr3+:YLF晶体时产生的光谱较窄不能进行很好的锁模，同时使得产生的飞秒激光脉冲输出功率低的问题。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，包括：
[0008]光源；
[0009]光束整形机构，设置在所述光源的一侧；
[0010]反射机构，设置在所述光束整形机构远离光源的一侧；
[0011]聚焦机构，设置在所述反射机构远离光束整形机构的一侧；
[0012]Pr3+:YLF晶体，设置在所述聚焦机构远离光束整形机构的一侧；
[0013]色散调节机构，设置在所述Pr3+:YLF晶体的底端；
[0014]飞秒锁模机构，设置在所述Pr3+:YLF晶体远离色散调节机构的一端。
[0015]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述光源安装在实验装置的两侧，且同时使得两个光源向相反方向进行照射。
[0016]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述光束整形机构在两个光源相对一侧靠近光源位置分别设置有两个，所述光束整形机构包括非球面透镜、平凹柱透镜和平凸柱透镜，所述非球面透镜、平凹柱透镜和平凸柱透镜在光源一侧进行依次设置。
[0017]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述反射机构设置在两光束整形机构中其中一个的一侧，所述反射机构包括45
°
高反镜，所述45
°
高反镜设置在平凸柱透镜的一侧，且45
°
高反镜竖直分布有两个。
[0018]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述聚焦机构设置在反射机构和光束整形机构之间，且聚焦机构设置有两个，分别设置在45
°
高反镜的一侧和平凸柱透镜的一侧，所述聚焦机构包括平凸聚焦镜和第一对凹面镜。
[0019]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述Pr3+:YLF晶体设置在两个聚焦机构之间，使得两光源光束通过聚焦机构照射到Pr3+:YLF晶体上。
[0020]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述色散调节机构包括第一激光高反镜、第一熔石英三棱镜、第二熔石英三棱镜和第二激光高反镜，所述第一激光高反镜、第一熔石英三棱镜、第二熔石英三棱镜和第二激光高反镜依次设置在Pr3+:YLF晶体的下方。
[0021]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置：所述飞秒锁模机构包括第二对凹面镜、克尔介质和输出耦合镜，所述第二对凹面镜、克尔介质和输出耦合镜设置在Pr3+:YLF晶体远离色散调节机构的一端，所述第二对凹面镜在克尔介质两侧分别设置两个。
[0022]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验方法：包括以下步骤：
[0023]步骤一：打开光源，使得光源产生的光束透过光束整形机构；
[0024]步骤二：将调整后的光源光束依次通过反射机构；
[0025]步骤三：通过反射机构将光源光束射到聚焦机构中；
[0026]步骤四：通过聚焦机构对光源进行聚焦，使光源产生的泵浦光更好的聚焦到Pr3+:YLF晶体上；
[0027]步骤五：通过聚焦在Pr3+:YLF晶体上的泵浦光在Pr3+:YLF晶体上激发荧光，使得荧光依次到达聚焦机构，通过聚焦机构反射到色散调节机构中；
[0028]步骤六：通过激发的荧光在色散调节机构中进行来回折射和反射，使得荧光原路返回到Pr3+:YLF晶体上，通过Pr3+:YLF晶体折射到第一凹面镜上；
[0029]步骤七：通过第一凹面镜的在次反射使得荧光被反射到飞秒锁模机构上，即通过飞秒锁模机构对荧光进行反射和锁模，使得在射出时产生可见光波的飞秒激光脉冲。
[0030]根据本专利技术提供的激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验方法：步骤五中所述的Pr3+:YLF晶体上激发荧光，通过反射聚集到靠近光束整形机构的聚焦机构上，而通过聚焦机构将荧光再次反射到色散调节机构中。
[0031]综上所述，本专利技术的有益技术效果为：
[0032]利用飞秒锁模机构，飞秒锁模机构包括第二对凹面镜、克尔介质和输出耦合镜，将飞秒锁模机构设置在Pr3+:YLF晶体的上方，当泵浦的Pr3+:YLF晶体产生的荧光通过色散调节机构进行调节，返回到Pr3+:YLF晶体上时，再通过Pr3+:YLF晶体的另一端折射到靠近反射机构的聚焦机构上，通过聚焦机构将荧光反射到飞秒锁模机构中，其次将反射的荧光通过第二对凹面镜反射到克尔介质中，通过克尔介质的作用使得反射进入的荧光进行自锁膜，进而激发强的非线性，使得在飞秒本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于，包括：光源；光束整形机构，设置在所述光源的一侧；反射机构，设置在所述光束整形机构远离光源的一侧；聚焦机构，设置在所述反射机构远离光束整形机构的一侧；Pr3+:YLF晶体(13)，设置在所述聚焦机构远离光束整形机构的一侧；色散调节机构，设置在所述Pr3+:YLF晶体(13)的底端；飞秒锁模机构，设置在所述Pr3+:YLF晶体(13)远离色散调节机构的一端。2.根据权利要求1所述的一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于：所述光源安装在实验装置的两侧，且同时使得两个光源向相反方向进行照射。3.根据权利要求2所述的一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于：所述光束整形机构在两个光源相对一侧靠近光源位置分别设置有两个，所述光束整形机构包括非球面透镜(18、2)、平凹柱透镜(17、3)和平凸柱透镜(16、4)，所述非球面透镜(18、2)、平凹柱透镜(17、3)和平凸柱透镜(16、4)在光源一侧进行依次设置。4.根据权利要求3所述的一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于：所述反射机构设置在两光束整形机构其中一个的一侧，所述反射机构包括45
°
高反镜(5、6)，所述45
°
高反镜(5、6)设置在平凸柱透镜(4)的一侧，且45
°
高反镜(5、6)竖直分布有两个。5.根据权利要求4所述的一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于：所述聚焦机构设置在反射机构和光束整形机构之间，且聚焦机构设置有两个，分别设置在45
°
高反镜(6)的一侧和平凸柱透镜(16)的一侧，所述聚焦机构包括平凸聚焦镜(15、7)和第一对凹面镜(14、8)。6.根据权利要求5所述的一种激光二极管泵浦Pr3+:YLF晶体的实验装置，其特征在于：所述Pr3+:YLF晶体(13)设置在两个聚焦机构之间，使得两光源光束通过聚焦机构照射到Pr3+:YLF晶体(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘寒，王红英，赵小侠，付福兴，王迪，朱江峰，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：
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