[发明专利]一种588nm黄光泵浦的可调谐钛宝石激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域中的激光器，特别涉及一种588nm黄光泵浦的可调谐钛宝石激光器。

背景技术

钛宝石激光由于其极宽的可调谐波段(600-1100nm)和优异的晶体性能，成为全固态可调谐激光的重要增益晶体。其宽泛的可调谐波长带来的不利之处是上能级寿命很短，室温下约为3.2μs左右，而且上能级寿命会随晶体的温度升高而明显变短，这给激光器的运转带来很大的不利，尤其在高功率泵浦情况下，其热效应会使上能级寿命变得更短并容易导致温度猝灭。钛宝石晶体的吸收带为400-630nm，吸收峰在490nm附近，传统的钛宝石泵浦源通常采用氩离子激光器(488或514nm)、铜蒸汽激光器(510.6nm)以及全固态倍频Nd:YAG激光器(532nm)。这些波段的泵浦光相对于钛宝石的发射谱具有较大的量子亏损，例如：采用其中心吸收峰附近的488nm氩离子激光抽运，相对其800nm的发射中心波长，之间的能量差高达7992cm^-1，量子亏损率为39％；如目前常用的532nm全固态绿光泵浦，量子亏损率也高达33.5％，因此发热严重，一般需要对钛宝石晶体进行强力的冷却，使整个激光系统变得庞杂。例如：在文献“1-kHz highefficiency Ti：sapphire laser amplifier，Chinese Optics Letters，2007，Vol 5，163-165”中为了降低钛宝石晶体的热效应，实验中将钛宝石温度冷却到142K，而在文章“0.2-TW laser system at 1kHz，Optics Letters，1997，Vol 22(16)，1256-1258”中为了提高高功率钛宝石激光器的性能，将钛宝石晶体置于液氮中冷却，可见钛宝石激光器对冷却条件要求很苛刻。但一味的被动的制冷不利于钛宝石激光器的小型化和实用化，无法从根本上解决问题，不能解决实际应用中的需要。

发明内容

为了从根本上解决钛宝石激光器对冷却条件要求苛刻的问题，满足实际应用中的需要，本发明提供了一种588nm黄光泵浦的可调谐钛宝石激光器，尽量降低钛宝石激光器自身产生的热量，详见下文描述：

一种588nm黄光泵浦的可调谐钛宝石激光器，所述钛宝石激光器包括：808nm或880nm激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、谐振腔反射镜、Nd:YVO₄晶体、谐波片、黄光倍频晶体、黄光输出镜、耦合聚焦镜、钛宝石激光全反镜、色散元件、钛宝石晶体和钛宝石激光输出镜，

其中，所述谐振腔反射镜为平面镜，镀有1064nm和1176nm高反膜，808nm或880nm增透膜；所述Nd:YVO₄晶体双面镀808nm、1064nm和1176nm增透膜；所述谐波片镀有1064nm和1176nm高透膜以及588nm高反膜；所述黄光倍频晶体双面镀有1064nm、1176nm以及588nm的增透膜；所述黄光输出镜镀有1064nm和1176nm高反膜以及588nm增透膜；所述耦合聚焦镜镀有588nm增透膜；所述钛宝石激光全反镜为平平镜，镀有750-850nm高反膜；所述钛宝石激光输出镜为平平镜，镀有750nm-850nm透过率15％的膜系，

所述808nm或880nm激光二极管泵浦源发出所述Nd:YVO₄晶体吸收带内的泵浦光；通过所述传能光纤和所述耦合透镜组将所述泵浦光聚焦于所述Nd:YVO₄晶体内部，所述Nd:YVO₄晶体产生粒子数反转，在所述谐振腔反射镜和所述黄光输出镜构成的谐振腔作用下产生波长为1064nm激光；所述1064nm激光经过所述Nd:YVO₄晶体时发生受激喇曼散射，当所述1064nm激光的强度超过喇曼阈值后产生波长为1176nm的一阶斯托克斯光在所述谐振腔内振荡；在所述黄光倍频晶体作用下产生588nm黄光，在所述谐波片的反射作用下，所述588nm黄光经所述黄光输出镜输出后作为钛宝石激光的泵浦源；所述588nm黄光通过所述耦合聚焦镜聚焦于所述钛宝石晶体内，对所述钛宝石晶体进行抽运，所述钛宝石晶体发生粒子数反转，产生自发辐射光子，并在所述钛宝石激光全反镜和所述钛宝石激光输出镜构成的钛宝石激光谐振腔的作用下，形成钛宝石激光振荡，所述钛宝石激光在所述色散元件的色散作用下线宽被压窄，通过调整所述钛宝石激光全反镜水平方向的角度实现波长的可调谐输出。

所述钛宝石激光器还包括：声光Q开关，