[发明专利]卫星测距用kHz绿光皮秒激光器

权利要求书

1.卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，包括：

全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器单元，用于产生重频在50～80MHz、激光脉冲宽度10～20ps、单脉冲能量大于等于1nJ的皮秒种子光；

全固态kHz Nd:YAG再生放大器单元，用于实现对皮秒种子光能量的放大，工作频率1-2kHz；

倍频单元，用于将1064nm波长变换为532nm波长。

全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器单元输出一串小能量皮秒激光脉冲作为卫星测距kHz皮秒激光器种子光，通过全固态kHz Nd:YAG再生放大器单元将其放大到2-3mJ,再通过倍频单元实现平均功率1-2W、重复频率1-2kHz、波长532nm的皮秒激光脉冲输出。

2.根据权利要求1所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器单元包括沿着光路依次设置的激光二极管（1）、自聚焦透镜（2）、激光晶体A（3）、腔镜单元，激光二极管（1）和激光晶体A（3）通过半导体制冷器控制温度，控温精度小于±0.2°C。

3.根据权利要求2所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器中腔镜单元包括沿振荡光方向依次设置的凹面反射镜A1（4）、平面反射镜A1（5）、平面输出镜（6）、平面反射镜A2（7）、凹面反射镜A2（8）和SESAM锁模元件（9）；凹面反射镜A1(4)和凹面反射镜A2(8)入射光反射光之间夹角小于8°；平面反射镜A1（5）和平面反射镜A2（7）入射光反射光之间夹角小于20°；凹面反射镜A1(4)距激光晶体A（3）的距离等于凹面反射镜A1(4)的曲率半径；凹面反射镜A2(8)距SESAM锁模元件（9）的距离等于凹面反射镜A2(8)的曲率半径；平面输出镜（6）输出种子光。

4.根据权利要求2所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器单元输出光偏振态为水平偏振光。

5.根据权利要求1所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述全固态kHz Nd:YAG再生放大器单元沿光路依次设置的由偏振片B1（12）、半波片（13）、法拉第旋光器（14）、偏振片B2（15）、四分之一波片B1（16）、普克尔盒（17）、凸面反射镜B1（18），光经凸面反射镜B1（18）的反射反射回路上沿依次设置普克尔盒（17）、四分之一波片B1（16）、偏振片B2（15）、偏振片B3（19）、增益单元（20）、四分之一波片B2（21）、光阑（22）和凸面反射镜B2（23），偏振片B1（12）、B2（15）、B3（19）按入射角等于56°±1°放置，半波片（13）光轴与水平偏振入射光电矢量振动面夹角成22.5°角放置，四分之一波片B1（16）光轴与水平偏振入射光电矢量振动面成45°角放置，四分之一波片B2（21）光轴与垂直偏振入射光电矢量振动面成0°角放置，全固态Nd:YVO₄-SESAM锁模激光器单元输出的水平偏振种子光经45°反射镜A（10）和45°全反镜B（11）反射进入全固态kHz Nd:YAG再生放大器单元，偏振片B1（12）将再生放大光导出。

6.根据权利要求5所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述增益单元（20）由脉冲（1-2kHz工作频率）半导体激光巴条（20a）和激光晶体B（20b）构成，激光晶体B（20b）位于半导体激光巴条（20a）中心，半导体激光巴条（20a）按120°角或60°角分布放置，增益单元由循环水冷却并控温，控温精度小于±0.5°C。

7.根据权利要求5所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述再生放大器谐振腔是由凸面反射镜B1（18）和凸面反射镜B2（23）构成的双凸反射镜腔。

8.根据权利要求1所述的卫星测距用kHz绿光皮秒激光器，其特征在于，所述倍频单元由沿光路依次设置的45反射镜B（24）、LBO倍频晶体、45°透-反镜C1（26）和45°透-反镜C2（27）构成。