[发明专利]一种SESAM被动锁模激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种SESAM被动锁模激光器，属于激光锁模技术应用领域。

背景技术

皮秒激光技术是物理学、化学、生物学、光电子学，以及激光光谱学等学科对微观世界进行研究和揭示新的超快过程的重要手段。

在生命科学领域，皮秒激光可用于矫正视力、检测和准确切除癌症、脑外科手术、治疗动脉瘤、心脏手术、美容、治疗烧伤。

在生产制造行业，皮秒激光能够有效地帮助大规模且低成本制造复合材料，可以对金属和其它产业材料进行高质量微加工，激光微细加工应用的需求，促使脉冲与光电子弛豫时间、跃迁时间相似并短至足够冷融的皮秒激光具有巨大的发展前景。

在激光测距领域，皮秒激光测距具有高的峰值发射功率，从而具有超远的测程，测量精度高，可以在无合作目标条件下工作等优点。

如上所述，要获得应用如此广泛的皮秒激光，一般通过锁模技术来实现。人们在追求结构简单的同时得到可靠又稳定的锁模脉冲输出，研究焦点集中在主动锁模技术和被动锁模技术上。与主动锁模激光器相比，SESAM被动锁模激光器具有结构简单紧凑、稳定可靠和光束质量好等特点。

SESAM即半导体饱和吸收镜，是一种将半导体可饱和吸收材料和反射镜结合在一起的光学器件。SESAM锁模比主动锁模获得的脉宽窄，能得到几个皮秒甚至更窄的脉宽。同样与用于被动锁模的可饱和吸收染料比，SESAM不像染料那样需要频繁更换，很大程度上降低了激光器的成本，同时也加强了激光器的可操作性。通过SESAM被动锁模获得的超短脉冲激光，在光纤通讯、医学、超精细微加工、高密度信息存储和记录、时间分辨光谱和非线性光学具有很大应用价值和发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种SESAM被动锁模激光器，利用皮秒激光技术，要实现锁模就必须要使得入射到SESAM饱和吸收镜上的能流密度足够高，超过SESAM饱和吸收镜的锁模阈值，同时在此过程中保证振荡光与谐振腔严格共轴，否则会由于增益空间和激光振荡空间的不重合而使激光器的阈值升高甚至不能出光，保证泵浦光与振荡光满足模式匹配，并使得激光晶体与SESAM可饱和吸收镜上的光斑大小合适，满足这些条件就可以实现锁模。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种SESAM被动锁模激光器，该激光器包括单管半导体激光器、自聚焦透镜、激光晶体、平凹反射镜a、平凹反射镜b、平面反射镜、输出镜、SESAM饱和吸收镜。

锁模激光器的自聚焦透镜置于单管半导体激光器和激光晶体之间；该锁模激光器的谐振腔呈双Z形布置；激光晶体一侧与自聚焦透镜连接；平凹反射镜a4置于激光晶体另一侧，所述光路经激光晶体的中心后射入平凹反射镜a入射前的焦点处；平面反射镜置于光路经平凹反射镜a反射后的焦点处，光路由激光晶体水平射入平凹反射镜a，平凹反射镜a的入射光与反射光之间的夹角范围为0～10°；所述光路经激光晶体、平凹反射镜a、平面反射镜后，呈正Z形结构；与激光晶体、平凹反射镜a、平面反射镜组成的正Z形结构相对称，输出镜、平凹反射镜b、SESAM饱和吸收镜组成反Z形结构；其中，所述平面反射镜、输出镜呈水平布置，输出镜置于光路经平面反射镜反射的水平线上，平面反射镜位于平凹反射镜b入射前焦点处，SESAM饱和吸收镜位于平凹反射镜b反射后焦点处，平凹反射镜b的入射光与反射光之间的夹角范围为0～10°，经平凹反射镜b的折射光水平入射到SESAM饱和吸收镜镜面上；所述正Z形结构、反Z形结构共同构成谐振腔的双Z形对称布置结构。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、谐振腔采用Z字型对称放置，谐振腔的光学器件是相互独立的，光学器件放置紧凑，使得激光器结构简单体积小。

2、谐振腔选用SESAM作为锁模元器件，SESAM是半导体可饱和吸收体与反射镜相结合，器件相当简单，具有自启动、稳定性好等优点，使得谐振腔更加简单、紧凑，并能得到稳定的锁模脉冲。

附图说明

图1为SESAM被动锁模激光器谐振腔光路示意图。

图中：1、单管半导体激光器，2、自聚焦透镜，3、激光晶体，4、平凹反射镜a，5、平凹反射镜b，6、平面反射镜，7、输出镜，8、SESAM饱和吸收镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种SESAM被动锁模激光器，该激光器包括单管半导体激光器1、自聚焦透镜2、激光晶体3、平凹反射镜a4、平凹反射镜b5、平面反射镜6、输出镜7、SESAM饱和吸收镜8。