[发明专利]一种薄片式515nm波段全固体绿激光器

说明书

技术领域

本发明属于半导体激光泵浦固体激光技术领域，具体的涉及一种获得倍频输出的薄片式515nm波段全固体绿激光器。

 

背景技术

515nm波段激光在生物化学、便携式投影仪、医疗等领域有重要用途。以牙科为例： 可用于光子化学漂白和牙龈消毒。而且， 515 nm 激光器是泵浦钛宝石激光器的理想泵浦源。过去相关领域多采用染料激光器或氩离子激光器（514.5nm），但染料激光器具有安全性差、染料退化且有毒、能量消耗高、稳定性差等一系列问题，而氩离子激光器体积庞大，功耗高，需要复杂的水冷系统，因此急需相应波段的固体激光器来满足市场需求。

目前，国际上仅有德国开发出515nm全固体激光器产品，并申请美国专利：US2005/0041718 A1，其利用非球面镜耦合结构，腔型采用环形腔，缺点是工艺复杂，装调允许失配量小，体积庞大，价格昂贵。

国内也有相关实验报道，中科院物理所（4.44 W of CW 515 nm green light generated by intracavity frequency doubling Yb:YAG thin disk laser with LBO，Optics Communications. 267, 451，2006）、清华大学（二极管泵浦Yb：YAG thin disk激光器调谐及腔内倍频的研究，量子电子学报，25，2，2008）都是利用四个球面反射镜将泵浦光耦合到晶体中，采用V型腔结构，通过腔内倍频获得该波长输出。中国工程物理研究所（高光束质量515 nm 薄片激光器，中国激光，37，11，2010）采用的是Z型腔结构，腔长达1.89米。以上实验装置均具有光学结构复杂、体积庞大、装调困难等缺点，因而难于开发出体积小、激光输出稳定性高的商用产品。

 

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、效率高、输出稳定性好、易于产品化的薄片式515nm波段全固体绿激光器。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明采用了以下技术方案：

一种薄片式515nm波段全固体绿激光器，包括一泵浦源、第一球面耦合反射镜、输出耦合镜、第二球面耦合反射镜、增益介质、热沉，所述增益介质通过焊接层焊接到所述热沉上；

所述增益介质的后表面和输出耦合镜的凹面构成平凹谐振腔，所述输出耦合镜位于所述增益介质的出射光路上；

所述泵浦源、第一球面耦合反射镜和第二球面耦合反射镜组成四程抽运式光学耦合系统，所述第一球面耦合反射镜和所述泵浦源位于所述平凹谐振腔的同一侧，所述第二球面耦合反射镜位于所述第一球面耦合反射镜对称的另一侧，所述第一球面耦合反射镜位于所述泵浦源发射的泵浦光的光路上，所述第二球面耦合反射镜位于所述增益介质反射的泵浦光的光路上。

优选的，所述泵浦源包括一半导体激光器列阵和一光纤头，所述半导体激光器列阵发射的泵浦光通过所述光纤头耦合输出。

优选的，所述泵浦源包括一单管半导体激光器和一光束整形系统，所述单管半导体激光器发射的泵浦光通过光束整形系统整形后输出。

优选的，还包括一倍频晶体和一饱和吸收体，所述倍频晶体位于所述输出耦合镜和所述增益介质之间，所述饱和吸收体位于所述增益介质与所述倍频晶体之间或位于倍频晶体与输出镜之间。

优选的，本发明的薄片式515nm波段全固体绿激光器，还包括一倍频晶体、一饱和吸收体、一聚焦透镜和一温控系统，所述饱和吸收体位于所述输出耦合镜和所述增益介质之间，所述聚焦透镜位于所述输出耦合镜之后，所述倍频晶体位于所述聚焦透镜之后，并通过所述温控系统对所述倍频晶体进行精确温度控制。

本发明的工作原理如下：