[发明专利]LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体激光器，特别涉及一种LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器。

背景技术

单频脉冲激光器的输出线宽窄、空间和时间波形光滑、峰值功率高、重复频率高，在基于激光的度量衡（高精度光谱、速度测量学等）、通用实验室光源（元件测试、光学检测等）、超精细加工、非线性光学、OPO泵浦源等领域有广泛的应用前景。

现有的半导体二极管泵浦单频脉冲固体激光器具有光束质量好、功率稳定性好、可靠性高、使用方便、体积小等诸多优点。但是，这种单频脉冲激光器无法实现宽频段、高功率的单频脉冲激光输出。于是，现有技术中的这种半导体二极管泵浦单频脉冲固体激光器的应用范围受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种采用声光调Q技术的、实现了宽频段、高功率单频脉冲激光输出的，LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，在光路方向上依次包括：半导体二极管，非球面光学耦合系统，激光晶体，以及声光Q开关；

所述激光晶体和声光Q开关设置在谐振腔中；

所述半导体二极管输出的泵浦光，可经过非球面光学耦合系统耦合到激光晶体内产生激光；所产生激光可经谐振腔进行振荡，并由声光Q开关进行调制。

上述技术方案中，所述半导体二极管输出的泵浦光波长为808nm。

上述技术方案中，泵浦光经过非球面光学耦合系统耦合到激光晶体内产生的激光的波长为1064nm。

上述技术方案中，所述谐振腔中还设有光隔离器，该光隔离器可以使激光单向传输。

上述技术方案中，所述谐振腔中还设有标准具，该标准具可以压缩激光的线宽。

上述技术方案中，所述谐振腔为环形行波腔。

上述技术方案中，所述谐振腔包括相对的两面平面镜和相对的两面凹面镜；

所述激光晶体设置在两面平面镜之间；所述声光Q开关设置在两面凹面镜之间。

上述技术方案中，所述半导体二极管的尾纤纤芯直径为400微米，数值孔径NA=0.22。

上述技术方案中，所述激光晶体为Nd:YVO₄，晶体掺杂浓度为0.1-0.5%；或者所述激光晶体为Nd:YAG，晶体掺杂浓度为0.6-1.2%。

上述技术方案中，所述标准具为石英晶体，其尺寸为Φ15x1.5mm³。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，通过合理控制声光Q开关的驱动电脉冲宽度，在不同驱动频率下设置不同的有效电平宽度，通过对声光Q开关驱动源的特殊控制，明显拓宽激光器的频率调节范围，提高激光器的输出功率，从而获得从1Hz-200kHz连续可调的宽频段、高功率（>5W）单频脉冲激光输出。

本发明的LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，采用半导体二极管端面泵浦激光晶体方式，利用环形行波腔实现1064nm激光单频运转；通过标准具压缩激光线宽；利用非球面光学耦合系统，保证激光晶体处泵浦光与晶体处的振荡激光达到很好的模式匹配，提高1064nm激光转换效率。

本发明的LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，结构简单紧凑；功耗和成本低；工作寿命长；输出功率稳定；重复频率调节范围宽；峰值功率高；线宽窄；空间和时间波形光滑；可靠性高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1：LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器的原理图；

图2：扫描干涉仪的单频图。

图中的附图标记表示为：

1-半导体二极管；2、3-非球面透镜；4-激光晶体；5-光隔离器；6-标准具；7-声光Q开关；8、9-平面镜；10、11-平凹镜。

具体实施方式

本发明的发明思想为：本发明的LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，通过在单频激光器的谐振腔中加入调Q器件，对单频激光器进行调制。

本发明的LD端面泵浦的宽频段、高功率单频脉冲固体激光器，采用半导体二极管端面泵浦激光晶体方式，利用环形行波腔实现1064nm激光单频运转，通过标准具压缩激光线宽，再通过声光Q开关实现单频激光的脉冲运转。输出激光具有宽的频率调节范围和高的功率。