[发明专利]LD端面泵浦驻波腔单频固体激光器

说明书

技术领域

本发明属于固体激光技术领域，涉及单频固体激光器中采用双折射滤光片选模技术的激光二极管LD端面泵浦单频固体激光器，具体涉及几种LD端面泵浦驻波腔单频固体激光器。

背景技术

单频固体激光器以其体积小、功率大、谱线窄等优点而倍受青睐，在干涉测量、光通信、光存储、光谱学等领域占有极其重要的地位，具有广阔的应用前景。针对不同的激光工作物质和谐振腔结构，需要采取一定的纵模选择方法和技术，使全固态激光器以单纵模工作。通常采用的激光单纵模选择方法有：缩短激光腔长法，扭转模腔选模法，环型腔选模法，耦合腔选模法，F-P标准具选模法，双折射滤光片选模法，等等，这些方法各有其局限性：在腔内插入标准具或四分之一波片会引起较大的损耗，难以获得较大的单频输出功率；基于短腔选模法的微片激光器因其工作物质很短，无法获得较高的泵浦吸收效率；环型腔是目前大功率单频激光器采取的主要结构形式，但存在效率低、结构复杂、成本高等缺点；耦合腔选模虽然结构简单，但难以实现单纵模的稳定运转。近年来，采用腔内双折射滤光片选模法实现全固态激光器单频运转已成为固体激光技术领域的一个研究热点，并取得了显著成绩，中国科学院上海光学精密机械研究所沈小华等人对腔内双折射滤光片选模方法和技术进行了深入的理论分析和实验研究，结果表明：对于中小功率全固态激光器，当腔长在40～100mm范围以内都可实现稳定的单纵模振荡输出【沈小华等，用双折射晶体相位延迟法选纵模的理论分析和实验研究，光学学报，1996，16(1)：7～15】。中国计量科学研究院曹红军等人将Nd:YAG晶体切割成布儒斯特角(省去了布儒斯特片BP)，与光学倍频晶体KTP一起构成腔内双折射滤光片，当LD泵浦功率为500mW时，得到了4mW单频532nm绿光输出和50mW单频1064nm基频光输出【曹红军，张学斌，孙一民等，LD泵浦的Nd:YAG单频倍频激光器，中国激光，1997，24(10)：881～885】。Graham J Friel等人采用BP和KTP构成腔内双折射滤光片(即BP-KTP)进行单纵模选择，当Nd:YVO₄晶体端面泵浦功率为1.15W时，获得了250mW单频532nm绿光输出【Graham J Friel，Alan J Kemp and Tanya KLake et al.，Compact and efficient Nd:YVO₄ laser that generates a tunablesingle-frequency green output.Applied Optics，2000，39(24)：4333～4337】。显而易见，在固体激光器谐振腔内插入由单BP片和双折射晶体组成的传统双折射滤光片结构，可以实现激光单纵模运转。但是，由于传统双折射滤光片的选模能力有限，单频激光输出功率难以提高；为了克服这一缺点，可在激光腔内放置多个BP片，与双折射晶体组成选模能力更强的双折射滤光片结构。郑权等人采用在LD泵浦KTP倍频Nd:YVO₄激光器的谐振腔内插入双布氏片，与KTP构成双折射滤光片实现单纵模选择，在LD泵浦功率为1.3W时，获得了124mW的单频532nm绿光输出【郑权，赵岭，檀慧明等，用布氏片实现有效连续和脉冲单频绿光输出，中国激光，2002，29(9)：669～772】；在腔内插入三片布氏片并适当增加LD泵浦功率，成功获得了218mW单频532nm绿光输出【Quan Zheng，Ling Zhao，Longsheng Qian，Single-frequencyoperation of a diode-pumped green laser using multi-Brewster plates.ChineseOptics Letters，2003，1(8)：480～481】。

尽管增加腔内BP片数量可以增强双折射滤光片的选模能力，但BP片数量不宜很多，否则将会增大腔内插入损耗，并使激光器结构变得很复杂，也不利于提高单频激光器输出功率。

发明内容

本发明的目的是提供几种LD端面泵浦驻波腔单频固体激光器，解决现有技术单纵模选择能力不高、单频激光器结构复杂的问题。