[实用新型]高功率窄线宽全固态脉冲910nm激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光器，特别是一种高功率窄线宽全固态脉冲910nm激光器。

背景技术

蓝绿激光在水下通信、海洋探测中应用潜力大。为了降低太阳光背景，希望发射光源的波长能与铯(Cs)原子滤波器的波长455nm相对应，且具有较好的光束质量和较高的激光能量。在激光对水下目标通信以及差分吸收雷达中，不仅要求具有波长稳定的高能量激光，而且要求激光光束发散角较小，激光光斑应尽可能均匀。

要获得高效稳定可靠的455nm激光输出，其中一种比较方便的途径是通过倍频实现，这就需要有一种输出为910nm波长的激光器。钛宝石晶体具有优良的物理与光学特性和最宽的激光范围，可调谐范围为700nm～1050nm，经非线性光学频率变换后可以获得最佳的蓝绿激光输出。

钛宝石激光谐振腔一般采用直腔和环形腔，但是在直腔中由于存在空间烧空现象，严重影响了输出光束质量。而一般所用的环形腔，由于不能进一步的提高泵浦光的吸收效率，导致输出功率也比较低，满足不了某些实际应用的需求。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高蓝绿激光输出功率和光束质量，提供一种高功率窄线宽全固态脉冲910nm激光器，该激光系统应能够消除空间烧孔现象，提高激光器的总体转换效率，提高激光的输出功率和光束质量，应具有结构紧凑、体积小、效率高、寿命长，工作稳定等特点。

本实用新型的技术解决方案是：

一种高功率窄线宽全固态脉冲910nm激光器，包括激光泵浦系统、钛宝石激光谐振腔和外腔种子光注入系统，其特点是所述的钛宝石激光谐振腔是依次由一块输入输出平面镜、第一平面反射镜、一块凹面反射镜和第二平面反射镜组成的四镜环形腔结构，在所述的凹面反射镜的两光臂上分别置放第一钛宝石晶体和第二钛宝石晶体，所述的激光泵浦系统由调Q的Nd:YAG激光器、倍频器和泵浦光束整形及耦合系统组成，其输出的532nm泵浦光分两束分别从所述的第一钛宝石晶体和第二钛宝石晶体的端面注入；所述的外腔种子光注入系统包括波长为910nm的激光二极管，该激光二极管发出的910nm激光由所述的输入输出平面镜注入。

所述的钛宝石晶体中心轴线垂直于晶轴，两通光端面以布儒斯特角切割，且两通光表面的法线与晶轴处于同一平面内，泵浦光与钛宝石晶体的通光表面的法线成61.2°夹角，振荡光出射方向和钛宝石晶体的通光面法线成60.4°，泵浦光经过望远镜系统整形后，对两块钛宝石晶体进行双端泵浦，确保泵浦光能量密度低于晶体的破坏阈值。

所述的激光泵浦系统由一套或两套调Q的Nd:YAG激光器、倍频器和泵浦光束整形及耦合系统组成。

选取了一定的腔长，在保证足够的激光输出功率的前提下，确保了输出激光脉宽18ns，满足使用要求。

本实用新型具有以下优点：

1、利用钛宝石晶体的增益波导效应，设计了四镜环形腔结构，可以获得高效率的钛宝石激光输出。同时如果增加泵浦光的能量，只需保证光斑面积足够大，不会超过晶体损坏阈值，就可以获得更高功率的激光输出。

2、在此环形腔中使用双晶体，泵浦光分两束端面泵浦晶体，可以有效提高激光器的输出功率；钛宝石晶体布儒斯特角切割获得偏振光输出；

3、两钛宝石晶体关于凹镜中轴对称，分别放置于两臂。泵浦光不通过第一平面反射镜、一块凹面反射镜和第二平面反射镜对晶体端面泵浦，泵浦端面基模半径同等大小，提高了总体泵浦光吸收效率。

4、使用钛宝石激光谐振腔输出光束质量高，同时采用外腔种子光注入，可获得窄线宽，窄脉宽，高光束质量的910nm激光，满足实际应用的需要。

附图说明

图1为本实用新型高功率窄线宽全固态脉冲910nm激光器的总体框图。

图2为本实用新型中钛宝石激光环形谐振腔的光路结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。