[发明专利]一种基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器

权利要求书

1.一种基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，包括自变频晶体、泵浦源和激光谐振腔，其特征在于：所述的自变频晶体为Nd_xGd_1-xCa₄O(BO₃)₃，其中x＝0.001～0.2，该自变频晶体的切割方向沿着垂直于该晶体变频相位匹配方向切割，两个通光端面抛光处理；所述的泵浦源为波长在802～815nm、830nm、或者868～887nm波段的激光器；所述的激光谐振腔对基频光实现全反馈，对变频光实现全输出；其中，所述的泵浦源输出光路前方设置激光谐振腔，在激光谐振腔中安置所述自变频晶体，泵浦方式为端面泵浦方式或侧面泵浦方式。

2.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：还包括一耦合部件，所述的耦合部件设置在所述的泵浦源与所述的输入腔镜之间，所述的耦合部件为单一的耦合透镜，或耦合透镜组。

3.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：还包括一用于Nd_xGd_1-xCa₄O(BO₃)₃自变频晶体冷却的制冷控温装置，所述的制冷控温装置为水冷、或者半导体TEC制冷系统。

4.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的激光谐振腔有三种类型：

(1)所述的激光谐振腔由独立的输入腔镜和输出腔镜构成，其中自倍频晶体两端不镀或镀上对泵光、基频光和变频光都增透的膜层；

(2)所述的激光谐振腔由在自倍频晶体输入端面直接镀激光腔镜膜作为输入腔镜，和自倍频晶体输出光的光路上设置一输出腔镜构成；或在自倍频晶体的输出端面镀上对泵光、基频光和变频光都增透的膜层；

(3)所述的激光谐振腔由直接在激光晶体的两个端面都镀上激光腔镜膜构成。

5.如权利要求4所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的输入腔镜或者所述的自倍频晶体输入端面所镀增透的膜层是对泵浦光高透，基频光和倍频光高反；所述的输出腔镜或者所述的自倍频晶体输出端面镀膜是对基频光高反和倍频光高透的膜层，或者除对基频光高反和倍频光高透外，还对泵浦光高反的膜层。

6.如权利要求4所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的激光谐振腔还包括折叠腔，所述的折叠腔为L型腔或V型腔。

7.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的Nd_xGd_1-xCa₄O(BO₃)₃自变频晶体沿着垂直于主平面上、或者空间上变频的最佳相位匹配方向切割，并对垂直于此方向的两个通光端面进行抛光处理；其中，所述的通光端面的截面为圆形、矩形或椭圆形，通光方向厚度为0.1～20mm。

8.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的泵浦源是闪光灯、单管或者模块形式的半导体激光器、光纤激光器或者可调谐钛宝石激光器；还包括采用调Q，锁模通用激光技术实现的激光器；泵浦源的输出形式是连续输出或是脉冲输出；泵浦方式为端面泵浦方式或侧面泵浦方式。

9.如权利要求1所述的基于掺钕硼酸钙氧钆晶体的自变频固体激光器，其特征在于：所述的激光谐振腔的输入腔镜和输出腔镜的曲率、或者晶体输入端面和输出端面直接加工的曲率在±∞到±50mm之间，从而实现平平腔、平凹腔、平凸腔、凹凸腔、凹凹腔或凸凸腔的不同腔型。