[发明专利]风冷全固态526nm脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明涉及固体激光器，特别是一种风冷全固态526nm脉冲激光器。

背景技术

科学研究表明，450～530nm波段的蓝绿激光在海水中的衰减最小，最大穿透深度可大于600m。利用工作在蓝绿波段的激光器可以研制出用于水下目标探测，水下通信和测距等方面的新型设备。

由于Nd:YLiF₄具有优良的热性能和自然双折射效应，可以使谐振腔在更大的范围内保持稳定，因此可通过对Nd:YLiF₄晶体输出的1053nm基波进行倍频获得高效稳定可靠的526nm激光输出。2010年，Y.B.Zhang等采用Nd:YLiF₄做为激光晶体，通过腔内倍频获得2.15W的526nm绿光输出，但是激光晶体采用热电制冷片(TEC)散热，结构较为复杂，激光器输出功率较小且为连续输出，实用性有限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种风冷全固态526nm脉冲激光器，该激光器具有结构紧凑，脉冲能量高，工作可靠稳定的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种风冷全固态526nm脉冲激光器，特点在于其构成包括U型谐振腔、两端面泵浦单元和输出耦合单元：

所述的U型谐振腔包括平面腔镜和平凹腔镜，在所述的平凹腔镜至平面腔镜之间依次是调Q晶体、四分之一波片、起偏片、第一平面镜、激光晶体、第二平面镜、平面镜、倍频晶体，所述的第一平面镜和第二平面镜对泵浦光高透，对振荡光高反，在腔内与振荡光路成45°放置，构成U型谐振腔；

所述的激光晶体为两块Nd:YLiF₄晶体串接而成，并具有风冷控温机构；

所述的调Q晶体、四分之一波片和布儒斯特角起偏片构成电光Q开关；

所述的第一端面泵浦单元由带尾纤输出的第一激光二极管和第一泵浦耦合透镜组组成；第二端面泵浦单元由带尾纤输出的第二激光二极管和第二泵浦耦合透镜组组成；第一激光二极管和第二激光二极管输出的激光分别经所述的第一平面镜和第二平面镜对所述的激光晶体进行端面泵浦；

由具有对基频脉冲激光高透、倍频光反射的所述的第三平面镜和腔外的对倍频光高反的第四平面镜构成输出耦合单元。

所述的调Q晶体为磷酸二氘钾。

所述的倍频晶体为LiB₃O₅晶体。

本发明激光器的工作过程如下：第一激光二极管和第二激光二极管发出的泵浦光经过光学耦合透镜组和45°放置的第一平面镜和第二平面镜后分别聚焦在两块激光晶体内部，在Q开关的共同作用下产生1053nm基频脉冲激光，基频脉冲激光经过倍频晶体产生526nm倍频光，通过倍频晶体后剩余基频光和产生的倍频光一同到达平面腔镜并被反射，被所述的平面腔镜反射回来的基频光通过倍频晶体后再次产生倍频光，两次产生的倍频光由所述的第三平面镜和第四平面镜耦合输出。

本发明具有以下优点：

1、采用LD端面泵浦方式，易于实现泵浦光和腔内振荡光的模式匹配，输出光束质量好。

2、激光晶体采用具有优良热性能和自然双折射效应的Nd:YLiF₄晶体，可以使谐振腔在更大的范围内保持稳定。

3、Nd:YLiF₄晶体荧光寿命长，储能效果好，有利于输出高脉冲能量激光，适用于远距离水下通信。

4、激光晶体采用风冷散热，结构简单，使用方便。

5、谐振腔采用U型折叠腔，结构紧凑，工作稳定。

附图说明

图1为本发明一种风冷全固态526nm脉冲激光器的结构示意图。

具体实施方式

由图1可以看到，本发明风冷全固态526nm脉冲激光器的构成包括U型谐振腔、两端面泵浦单元和输出耦合单元：

所述的U型谐振腔包括平面腔镜3-10和平凹腔镜3-1，在所述的平凹腔镜3-1至平面腔镜3-10之间依次是调Q晶体3-2、四分之一波片3-3、起偏片3-4、第一平面镜3-5、两块Nd:YLiF₄晶体3-6，3-7、第二平面镜3-8、第三平面镜4-1、倍频晶体3-9，所述的第一平面镜3-5和第二平面镜3-8对泵浦光高透，对振荡光高反，在腔内与振荡光路成45°放置，构成U型谐振腔；

所述的激光晶体为两块Nd:YLiF₄晶体3-6，3-7串接而成，并具有风冷控温机构；