[发明专利]获得488nm波长的腔内和频全固体蓝光激光器

说明书

技术领域：

本发明属于激光技术领域中，涉及的一种通过腔内和频方法获得488nm波长全固体蓝光激光器。

背景技术：

在激光技术领域中，半导体激光器及半导体激光泵浦固体激光技术发展以前，获得蓝激光的技术主要是氩离子激光器，而氩离子激光器在蓝激光的波段主要是488nm的波长。因此随着激光应用领域研究的进展，488nm波长的蓝激光在生物医疗仪器，基础研究和工业领域已获得了大量的应用。随着半导体激光器及半导体激光泵浦固体激光技术发展及其特殊的优点，半导体蓝光激光器和半导体激光泵浦固体蓝光激光器已获得了迅速的发展，并在很多应用领域大量的取代了氩离子激光器。但直接发射488nm波长的半导体蓝光激光器还处在研究阶段。目前获得半导体激光泵浦固体蓝光激光输出的技术主要是腔内倍频方法，由于目前激光增益介质跃迁谱线的限制，通过腔内倍频还不能获得488nm的蓝激光波长。

目前获得488nm的激光器除了氩离子激光器外，主要还有垂直腔面发射半导体激光器的外腔倍频和掺钛蓝宝石倍频激光器等。垂直腔面发射半导体外腔倍频激光器主要有电泵浦和光泵浦两种方式。电泵浦垂直腔面发射半导体外腔倍频激光器目前获得的功率还很低，仅几毫瓦。光泵浦垂直腔面发射半导体外腔倍频激光器需要反射方向泵浦，获得的488nm的激光也仅百毫瓦量级。采用掺钛蓝宝石倍频激光器需要其它固体激光器泵浦，获得488nm的激光器结构复杂和成本高。

通过对两个具有不同波长基频光的非线性和频方法也能获得新的波长。与本发明最为接近的已有技术是美国专利No.5.345.457如图1所示，包括泵浦源1和4，谐振腔镜2和5、激光增益介质3和6、偏光棱镜7、KTP非线性晶体8和输出耦合腔镜9。谐振腔镜2和5分别与输出耦合腔镜9之间组成具有公共重合部分的两个子谐振腔组，子谐振腔的公共重合部分由偏光棱镜7，KTP非线性晶体8和输出耦合镜腔9组成。当泵浦源1和4分别泵浦激光增益介质3和6时，两个子谐振腔通过激光增益介质3和6分别产生1064nm和1318nm两个不同波长的基频光，形成振荡，再通过公共重合部分的KTP非线性晶体8的和频产生589nm的波长输出。

该激光器的输出波长是589nm的黄光激光器，而不是输出波长为488nm的蓝光激光器。

发明内容：

为了获得488nm波长输出的蓝光激光器，设计一种不同于黄光激光器的结构并通过选用不同的激光增益介质、非线性晶体和制备在谐振腔镜与输出耦合镜的激光膜系，产生两个不同的基频光波长，通过特定基频光波长的组合，在非线性晶体内和频产生488nm的蓝光激光输出。本发明要解决的技术问题是：提供一种获得488nm波长的腔内和频全固体蓝光激光器。

解决技术问题的技术方案如图2所示，包括第一半导体激光器10和第二半导体激光器17、第一光学耦合部件11和第二光学耦合部件18、第一输入耦合腔镜12和第二输入耦合腔镜19、第一激光增益介质13和第二激光增益介质20、和束镜14、非线性晶体15、输出耦合腔镜16；该结构是由具有公共重合光路的两个子谐振腔组成复合型谐振腔的腔内和频激光器结构；一个子谐振腔是在第一半导体激光器10的激光发射方向的光轴上，从左至右按第一耦合光学部件、第一输入耦合腔镜12、第一激光增益介质13、和束镜14、非线性晶体15和输出耦合腔镜16排列，其中和束镜14与光轴成45°放置；另一个子谐振腔是在第二半导体激光器17的激光发射方向的光轴上，按第二光学耦合部件18、第二输入耦合腔镜19、第二激光增益介质20、和束镜14、非线性晶体15和输出耦合腔镜16排列，其中和束镜14与光轴成45°放置；两个子谐振腔通过和束镜14合成，并由和束镜14，非线性晶体15和输出耦合腔镜16组成公共重合光路；在第一半导体激光器10的光学泵浦下，第一激光增益介质13产生的波长为λ₁，并在第一输入耦合腔镜12和输出耦合腔镜16之间振荡；在第二半导体激光器17的光学泵浦下，第二激光增益介质20产生的波长为λ₂，并在第二输入耦合腔镜19和输出耦合腔镜16之间振荡；波长为λ₁的光束与波长为λ₂的光束在公共重合光路内共线或非共线通过非线性晶体15，由非线性和频相互作用，产生波长为λ₃的488nm蓝色和频激光，并由输出耦合腔镜16输出到谐振腔外。