本发明专利技术提供一种被动锁模激光器，包括：泵浦源，用于输出泵浦激光；双色镜；激光晶体；第一凹面镜、第二凹面镜和第三凹面镜；第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜和第四平面反射镜；输出镜；SESAM，其中从泵浦源发出的激光穿过双色镜入射到激光晶体上，起振后的增益激光后入射到第一凹面镜，并被第一凹面镜、第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第三凹面镜依次反射，最后入射到SESAM，SESAM反射激光并将其原路返回，到达双色镜并被双色镜、第二凹面镜、第四平面反射镜依次反射到输出镜，起振后通过输出镜输出高功率高光束质量的锁模激光。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种LD(LaSer Diode，激光二极管)端面泵浦的被动锁模激光器，尤其涉及一种用饱和吸收体(SESAM)实现被动锁模的被动锁模激光器。
技术介绍
全固态皮秒激光是通过锁模技术获得的脉冲持续时间在皮秒量级(10_12)超短脉冲激光，它在国防、工业、医疗、以及科研等领域有着极为广泛的应用价值。其中具有高光束质量的稳定可靠的皮秒振荡器可以成为大功率全固态皮秒激光放大器的种子源，是广泛应用的基础。因此，获得稳定的，高功率，高光束质量的皮秒振荡器成为重中之重。用饱和吸收体(SESAM)实现的被动锁模是获得增益介质皮秒振荡器的最主要手段，尤其在获得<10ps的脉冲时，这几乎是唯一手段。由于SESAM类似于一个反射镜，用做被 动锁模元件时，只能是谐振腔的一个端镜。因此在使用SESAM作为锁模器件的同时，获得单向输出的方法是用晶体作为输出端，这也是目前商用激光器的通常做法。但是，考虑到高功率泵浦时，激光晶体存在热透镜效应，因此用晶体作为输出端的激光器的光束质量不够好，具有较大的发散角。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用SESAM实现被动锁模的可实现平面镜端输出被动锁模激光器。本专利技术提供一种被动锁模激光器，包括泵浦源(01)，用于输出泵浦激光；双色镜(02);激光晶体(03);第一凹面镜(04)、第二凹面镜(05)和第三凹面镜(11);第一平面反射镜(06)、第二平面反射镜(08)、第三平面反射镜(10)和第四平面反射镜(07);输出镜(09);SESAM (12)，其中从泵浦源(01)发出的泵浦激光穿过双色镜(02)入射到激光晶体(03)上被晶体吸收，起振后的增益激光穿过激光晶体(03)后入射到第一凹面镜(04)，并被第一凹面镜(04)、第一平面反射镜(06)、第二平面反射镜(08)、第三平面反射镜(10)、第三凹面镜(11)依次反射，最后入射到SESAM (12)，SESAM (12)反射激光并将其原路返回，依次经过第三凹面镜(11)、第三平面反射镜(10)、第二平面反射镜(08)、第一平面反射镜(06)、第一凹面镜(04)、激光晶体(03)，然后到达双色镜(02)并被双色镜(02)、第二凹面镜(05)、第四平面反射镜(07 )依次反射到输出镜(09 )，通过输出镜(09 )输出激光。根据本专利技术提供的激光器，其中第一凹面镜和第二凹面镜的曲率半径为500mm。根据本专利技术提供的激光器，其中第三凹面镜的曲率半径为600mm。根据本专利技术提供的激光器，其中SESAM被置于水冷铜块中。根据本专利技术提供的激光器，其中双色镜面向泵浦源的一端镀有对泵浦激光增透的介质膜，另一端镀有对泵浦激光增透介质膜以及对振荡激光高反介质膜。根据本专利技术提供的激光器，其中第一凹面镜和第二凹面镜用于保证激光晶体上的激光束腰与泵浦光的模式匹配。根据本专利技术提供的激光器，其中输出镜为平面镜。根据本专利技术提供的激光器，其中输出镜面向谐振腔内的一面镀有在振荡激光处输出耦合率为10%的介质膜，另一面镀有对振荡激光的增透介质膜。根据本专利技术提供的激光器，其中双色镜相对于泵浦源发出的激光束倾斜放置。本专利技术能够使输出镜远离受热效应影响最严重的晶体，并且采用在平面镜端输出，使光束质量得到明显改善。附图说明以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中图I为根据本专利技术的一个实施例的激光器的光路结构示意图； 图2根据本专利技术的一个实施例的激光器得到的稳定锁模输出的脉冲信号；图3为根据本专利技术的一个实施例的激光器用强度自相关仪测得的脉冲宽度信号。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利技术进一步详细说明。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，并不用于限定本专利技术。本实施例提供一种被动锁模激光器，其光路结构如图I所示，包括泵浦源01，为光纤耦合输出的半导体激光器，用于输出波长为808nm的泵浦激光，输出功率为30W，光纤芯径为200微米，数值孔径O. 22，光纤输出后经过I :1的光学耦合系统聚焦，聚焦后的光斑直径约为200微米，聚焦长度为25mm ；双色镜02，其面向泵浦源01的一端镀有对泵浦激光增透的介质膜，透过率大于99.8%，另一端镀有对泵浦激光增透介质膜(T>98%)以及对振荡激光高反介质膜(R>99. 8%)，双色镜02相对于激光束倾斜放置；激光晶体03，为掺杂浓度O. 5at. %的Nd: YVO4晶体，两端镀有双增透膜，即对泵浦激光增透介质膜(T>98%)以及对振荡激光增透介质膜(Τ>99. 8%)；聚焦用凹面镜04和05，用于保证激光晶体上的激光束腰与泵浦光的模式匹配，镜片镀有对振荡激光高反介质膜(R>99. 9%)，曲率半径R=500_ ；平面反射镜06、07、08、10，反射率 R>99. 9% ；输出镜09，为平面透镜，面向谐振腔内的一面镀有在振荡激光处输出耦合率为10%的介质膜，另一面镀有对振荡激光的增透介质膜(T>99. 8%)，用于获得大功率的单向锁模激光输出；SESAM 12，置于水冷铜块中进行控温，避免由于SESAM上的热积累导致的输出激光稳定性变差，调制深度4%，中心波长在振荡激光处；凹面镜11，曲率半径为600mm，用于聚焦SESAM上的振荡光斑，使SESAM工作在饱和状态，保证激光器的稳定锁模。其中，从泵浦源01发出的808nm泵浦激光穿过双色镜02入射到激光晶体03上，由激光晶体03产生的I. 06 μ m增益激光入射到凹面镜04，并被凹面镜04反射到平面反射镜06，然后被平面反射镜06反射到平面反射镜08，然后被平面反射镜08反射到平面反射镜10，然后被平面反射镜10反射到凹面镜11，并被凹面镜11反射到SESAM 12，SESAM 12反射激光并将其原路返回，依次经过凹面镜11、平面反射镜10、平面反射镜08、平面反射镜06、凹面镜04、激光晶体03，然后到达双色镜02并被双色镜02反射到凹面镜05，然后被凹面镜05反射到平面反射镜07，然后被平面反射镜07反射到输出镜09，起振后通过输出镜09输出激光。本实施例中，输出镜09和SESAM 12构成了谐振腔的两个端镜，对应重复频率59. 5MHzο用AB⑶矩阵计算得到晶体上的束腰为90 μ m, SESAM上的束腰为110 μ m。用本实施例提供的激光器可以获得输出功率大于3W的稳定连续锁模，用光电二极管监测到的腔内锁模信号如图2所示，假设脉冲为双曲正割型时，脉冲宽度为15ps。根据本专利技术的其他实施例，其中上述实施例中的激光晶体也可以为其他类型的激光晶体，例如掺杂浓度O. 5at. %的Nd =GGG晶体，利用该Nd =GGG晶体作为激光晶体，可获得输出功率大于I. 5W的稳定锁模，脉冲宽度为17. 5ps。 根据本专利技术的其他实施例，其中上述实施例中的激光器的功率并非限定性的，例如可以为50W，例如可采用掺杂浓度O. 5at. %的NchGdVO4晶体，对于该激光器，用ABCD矩阵计算得到晶体上的束腰为90 μ m，SESAM上的束腰为110 μ m，可以获得在I. 34 μ m处输出功率大于IW的稳定锁模，假设脉冲为双曲正割型时，如图3所示，脉冲宽度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种被动锁模激光器，包括：泵浦源（01），用于输出泵浦激光；双色镜（02）；激光晶体（03）；第一凹面镜（04）、第二凹面镜（05）和第三凹面镜（11）；第一平面反射镜（06）、第二平面反射镜（08）、第三平面反射镜（10）和第四平面反射镜（07）；输出镜（09）；SESAM（12），其中从泵浦源（01）发出的泵浦激光穿过双色镜（02）入射到激光晶体（03）上被晶体吸收，起振后的增益激光穿过激光晶体（03）后入射到第一凹面镜（04），并被第一凹面镜（04）、第一平面反射镜（06）、第二平面反射镜（08）、第三平面反射镜（10）、第三凹面镜（11）依次反射，最后入射到SESAM（12），SESAM（12）反射激光并将其原路返回，依次经过第三凹面镜（11）、第三平面反射镜（10）、第二平面反射镜（08）、第一平面反射镜（06）、第一凹面镜（04）、激光晶体（03），然后到达双色镜（02）并被双色镜（02）、第二凹面镜（05）、第四平面反射镜（07）依次反射到输出镜（09），通过输出镜（09）输出激光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏志义，王兆华，王庆，沈忠伟，樊仲维，麻云凤，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，北京国科世纪激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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