[发明专利]红、黄、绿同时输出的固体激光装置及其激光产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，特别涉及全固态0.5微米波段范围绿光、0.5微米波段范围黄光及0.6微米波段范围红光三波长红、黄、绿同时输出的固体激光装置及三波长可见激光的产生方法。

背景技术

自1960年世界上第一台红宝石激光器诞生以来，各类激光器及激光技术发展极为迅速，其中，多波长激光器的发展备受瞩目，由于它克服了传统激光器输出单一波长的缺陷，在激光医学、激光彩色显示、激光全彩色电影、大气监测及科学实验中占有重要的地位，颇有理论研究价值和应用价值，国内外都有利用非线性光学晶体进行激光频率变换以获得多波长激光的相关报道。如采用一台全固态锁模激光器和一台光纤激光器提供的基频光通过腔外倍频与和频获红、绿、蓝三基色激光同时输出(US.Patent，Pub.No.：US2001/0010698A1，RGB Laser Radiation Source)；中国专利(公开号：1411113A)中采用一块PPKTP晶体实现了红、黄、蓝三波长激光同时输出。在上述两项技术中，一方面它们均不能提供红、黄、绿三波长激光同时输出，而红、黄、绿三波长激光器不仅可以用于激光演示，还是全固态医用激光光源之一，即全固态多波长激光眼底病治疗仪器的核心设备，因此，开发设计此三波长可见光激光器有着重要的实际应用价值；另一方面，前者所用光纤和后者所用的周期极化晶体价格都很昂贵，而且前者利用腔外倍频与和频技术，相对于腔内倍频与和频而言，功率密度低，转换效率低，而后者，用于和频产生黄光的1064nm和1319nm基频光来源于同一块增益介质Nd:YAG，要想有好的功率配比和空间相干性对谐振腔镜的透过率和镀膜要求较高，工艺较复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种全固态红、黄、绿三波长同时输出激光器，采用两块激光晶体提供不同波长的基频光，同时应用腔内倍频技术和镀有偏振膜的分束镜对双波长基频光的不同偏振态进行控制，充分利用了基频光的能量，是具有转换效率高、结构紧凑、运转成本低、调节灵活方便、工作安全的全固态红、黄、绿三波长激光同时输出的激光装置。

本发明的另一目的在于提供红、黄、绿三波长激光的产生方法。

为了克服上述现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：一种全固态红、黄、绿三波长同时输出激光装置，包括第一平凹全反射端镜，入射第一平凹全反射端镜的水平光路上依次设置有第一声光调Q晶体、第一掺杂Nd³⁺的激光晶体及其侧面第一泵浦源、第一偏振分束器、第一谐波反射镜、和频晶体、第一平面反射端镜；与所述水平光路垂直的光路上面向第一偏振分束器的一面依次设置有第二平凹全反射端镜、第二声光调Q晶体、第二掺杂Nd³⁺的激光晶体及其侧面第二泵浦源，第一偏振分束器的另一面下方依次设置有第二偏振分束器和第四平面反射镜，第二偏振分束器的水平光路上依次设置有第二谐波反射镜、第一倍频晶体、第二平面反射端镜；第四平面反射镜的水平光路上依次设置有第三谐波反射镜、第二倍频晶体、第三平面反射端镜；其中，

所述第一偏振分束器靠近第一掺杂Nd³⁺的激光晶体的一面镀有1.0微米波段范围基频光‘P’偏振增透(透过率T＞99.8％)、1.0微米波段范围基频光‘S’偏振高反(反射率R＞99.8％)及1.3微米波段范围基频光‘P’偏振高透(透过率T＞99.8％)的三色膜，靠近第二掺杂Nd³⁺的激光晶体的一面镀有1.0微米波段范围基频光‘P’偏振增透(透过率T＞99.8％)、1.3微米波段范围基频光‘S’偏振高反(反射率R＞99.8％)及1.3微米波段范围基频光‘P’偏振高透(透过率T＞99.8％)的三色膜，所述第一偏振分束器(4)靠近第一掺杂Nd³⁺的激光晶体(14)的一面与靠近第二掺杂Nd³⁺的激光晶体(16)的一面均与水平正向夹角为135°；

所述第二偏振分束器为宽带偏振分光棱镜，宽带偏振分光棱镜对0.9微米波段到1.3微米波段范围基频光实现‘S’偏振透射和‘P’偏振反射，或第二偏振分束器是镀有偏振膜的平面镜，靠近第一偏振分束器的一面镀有1.0微米波段范围基频光‘S’偏振高透(透过率T＞99.8％)及1.3微米波段范围基频光‘P’偏振高反(反射率R＞99.8％)的双色膜，另一面镀有1.0微米波段范围基频光‘S’偏振高透膜(透过率T＞99.8％))；第四平面反射镜靠近第二倍频晶体的一面镀有1.0微米波段范围基频光‘S’偏振高反膜(反射率R＞99.8％)；