[发明专利]一种1074nm和1112nm双波长激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种1074nm和1112nm双波长激光器，属于激光技术领域。

背景技术

太赫兹辐射由于具有波长长，单个光子能量低等优点，在实际的生产生活中有重要应用。太赫兹辐射的频率介于0.1THz～10THz之间，对应波长介于3mm～30μm之间，位于电波到光波之间的过渡区域，正是由于其特殊的位置，造成了无论用电学的方法，还是光学的方法，产生和检测THz辐射都非常困难。将两个相近波长的激光进行差频，是近年发展起来的产生太赫兹波的新的方法。

现存的固体激光器，通常只有激光介质内激活离子的一种能级跃迁被放大，即输出为单一波长，以Nd:YAG晶体或陶瓷激光器为例，最常见的输出为1064nm，1319nm，1338nm，946nm这几个波长中的一个，分别对应Nd³⁺离子的R₂→Y₃，R₂→X₁，R₂→X₃，R₁→X₅能级跃迁。近年来，陆续有关于Nd:YAG晶体或陶瓷双波长输出的报道：(1)公开号为CN101483309A，发明名称为“以可饱和吸收体作为选频和调Q元件的双波长激光器及应用”的发明专利提供了一种1.05微米和1.06微米双波长激光器。(2)2009年，Z.P.Wang等人实现了Nd:YAG陶瓷的1052nm和1064nm的双波长激光输出(Opt.Express，17，12076-12081(2009))。(3)2010年，L.Guo等人实现了Nd:YAG陶瓷的1319nm和1338nm的双波长激光输出(Opt.Express，18，9098-9106(2010))。(4)2004年，P.X.Li等人实现了Nd:YAG晶体的1.06um和946nm的双波长输出(Opt.Commun.，235，169-174(2004))。(5)2006年，Y.E.Hou等人首次实现了Nd:YAG晶体的1.06um和1.3um的双波长输出(Opt.Commun.，265，301-305(2006))。

迄今为止，未见有利用Nd:YAG晶体或陶瓷产生1074nm和1112nm双波长激光输出的报道。本发明通过选择合适的腔镜膜系，抑制掉Nd:YAG激光介质内几个具有较大受激发射截面的能级跃迁，实现了R₁→Y₃，R₂→Y₆两种能级跃迁的同时放大，输出1074nm和1112nm的双波长激光。利用非线性晶体对这两个波长的激光进行和频，可以产生546nm的可见绿光；进行差频可以产生31.4μm的远红外光，即9.6THz相干辐射，在物质检测、安全保卫、医疗、通讯、科研等领域有重要应用。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷和不足，本发明提供一种结构紧凑、操作简单、转换效率高的1074nm和1112nm双波长激光器。

本发明的技术方案采用以下方式来实现。

一种1074nm和1112nm双波长激光器，由泵浦源(1)、光学耦合系统(2)、输入镜(3)、固体激光介质(4)和输出镜(5)顺序排列而成，其特征在于固体激光介质(4)是Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石的简称)晶体或陶瓷；固体激光介质(4)在切割成型后，对两个通光端面进行抛光，并在通光端面上镀以800nm～1400nm波段的宽带增透膜；输入镜(3)镀以对泵浦光、1064nm、1319nm、1338nm、946nm波长的光高透、对1074nm、1112nm波长的光高反的介质膜；输出镜(5)镀以对1064nm、1319nm、1338nm、946nm波长的光高透、对1074nm、1112nm波长的光均部分透过的介质膜，从而利用一个输入镜、一块固体激光介质和一个输出镜获得1074nm和1112nm双波长激光的同时输出。

上述的固体激光介质(4)在中、低输出功率情况下，对于通光端面也可只进行抛光而不镀膜。

所述的固体激光介质(4)钕的掺杂浓度为0.05-at.％至3-at.％。