[实用新型]一种固体黄光激光器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种固体激光器，特别是一种固体黄光激光器。

(二)背景技术

目前国外已经有关于固体黄光激光器的报道，他们主要采用两种方式来实现：一是将两束光和频(Intracavity sum-frequency generation of 3.23W continuous-wave yellow light in anNd:YAG laser，《Optics Communications》，Vol.255，2005，248-252)，二是在腔内使用倍频技术(Efficient all-solid-state yellow laser source producing 1.2-W average power，《Optics Letters》，Vol.24，1999，1490-1492)。与腔内倍频的方法相比，和频的方法具有体积大，功率低，转换效率差，结构不稳定，难以实现等缺点。而目前的腔内倍频又多是采用三硼酸锂单晶(LBO)做倍频晶体，但是三硼酸锂晶体LBO具有易潮解，价格高，非线性系数小，并且相位匹配受温度影响较大，需要保持温度恒定等苛刻条件限制，不易控制。

(三)发明内容

为克服现有技术的缺陷，以实现体积小，功率高，转换效率大且结构稳定的黄光激光器，本实用新型提供一种固体黄光激光器。

一种固体黄光激光器，包括激光二极管LD端面泵浦源、光纤、耦合透镜、谐振腔、掺钕钇铝石榴石Nd:YAG晶体、声光调Q装置、钒酸钆GdVO₄晶体和磷酸氧钛钾KTP晶体；由LD端面泵浦源发出的泵浦光经光纤和耦合透镜进入谐振腔内，其特征在于谐振腔由后腔镜和输出镜组成，前端是后腔镜，后端是输出镜，谐振腔内依次放置掺钕钇铝石榴石Nd:YAG晶体、声光调Q装置、钒酸钆GdVO₄晶体和磷酸氧钛钾KTP晶体；上述晶体外面均用带有透孔和管道的金属块围住，晶体置于金属块的透孔内，金属块内的管道持续通有循环冷却水，用来给晶体降低温度。

所述的激光二极管LD端面泵浦源是808nm LD端面泵浦源。

所述的掺钕钇铝石榴石Nd:YAG晶体的两个端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，掺钕钇铝石榴石Nd:YAG晶体用作激光介质，产生基频光。

所述的声光调Q装置由射频输入装置和调Q晶体组成，调Q晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜；射频波调制频率为8-30KHz，通过输入射频波改变调Q晶体的密度，来实现周期性改变激光谐振腔阈值的目的，起到调Q开关作用。

所述的钒酸钆GdVO₄晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，钒酸钆GdVO₄晶体用作拉曼介质，将基频光转化为拉曼光。

所述的磷酸氧钛钾KTP晶体的两端面均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜，磷酸氧钛钾KTP晶体用作倍频晶体，将拉曼光转化为黄光。

所述的后腔镜镀有对波长为808nm的泵浦光增透的膜和对波长为1000nm-1200nm的光高反的膜。

所述的输出镜镀有对波长为1000nm-1200nm的光高反的膜，该膜并对波长为587nm的光高透。

所述的掺钕钇铝石榴石Nd:YAG基频晶体的掺杂浓度为0.6％-1.5％。

后腔镜和输出镜的曲率可根据实际情况选择。激光晶体Nd:YAG，拉曼晶体GdVO₄，倍频晶体KTP以及声光调Q晶体均镀有对波长为1000nm-1200nm的光增透的膜。基频晶体Nd:YAG的掺杂浓度为0.6％-1.5％，由于Nd:YAG的受激发射截面较大，是一种优良的激光介质，所以，我们在激光器中采用Nd:YAG作为激光介质。拉曼晶体GdVO₄可根据需要沿物理学定义的a轴切割(晶体受激发射截面平行于c轴)或c轴切割(晶体受激发射截面平行于a轴)，GdVO₄晶体是一种优良的拉曼介质，并且具有较大的热导率，十分适合于本实用新型的需要。KTP晶体需要根据情况考虑相位匹配角度进行切割，这样可以有效的提高激光器的性能。本实用新型中的所有晶体的长度均可以根据具体要求进行选取；晶体的端面面积可以根据光束截面的面积来确定。

由于拉曼效应为三阶的非线性效应，需要基频光具有较高的峰值功率，所以我们在激光器中使用调Q装置，这样可以大大提高基频光的峰值功率，从而提高基频光到拉曼光的转换效率，明显的增大了黄色激光的输出功率，有效的提高了该激光器的性能。