[发明专利]一种二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF2全固态飞秒激光器

权利要求书

1.一种二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，该二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器包括：

泵浦源、光学耦合聚焦系统、Nd,Y:CaF₂激光晶体、第一凹面镜，第二凹面镜和双色镜、第三凹面镜、半导体可饱和吸收镜、第一GTI镜和第二GTI镜、耦合输出镜；

泵浦源，输出中心波长为788nm的泵浦激光，经过光学耦合聚焦系统进行空间整形后再透过双色镜聚焦到Nd,Y:CaF₂激光晶体上，提供给激光晶体能量；

光学耦合聚焦系统，接收泵浦源输出的泵浦激光，进行空间整形并耦合聚焦到Nd,Y:CaF₂激光晶体上；

Nd,Y:CaF₂激光晶体，放置在光学耦合聚焦统及第一凹面镜和第二凹面镜的公共焦点处，接收透过光学耦合聚焦系统和双色镜后的泵浦激光，以实现粒子数反转从而形成谐振腔内的激光增益；

第一凹面镜和第二凹面镜及双色镜，构成紧凑型的共焦折叠腔，接收谐振腔内产生的增益激光并各自反射，双色镜是将谐振腔内产生的增益激光通过双色镜反射到第二凹面镜；

第三凹面镜，接收从第一凹面镜反射过来的增益激光并将其反射聚焦到半导体可饱和吸收镜上；

半导体可饱和吸收镜，接收从第三凹面镜反射过来的增益激光并将其按原路返回，用于启动并维持稳定的锁模；

第一GTI镜和第二GTI镜，接收从第二凹面镜反射过来的增益激光，用于补偿谐振腔内的正色散；

耦合输出镜，接收从第一GTI镜和第二GTI镜依次反射过来的增益激光，在将大部分增益激光按原路返回的同时输出稳定的被动锁模脉冲序列。

2.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，泵浦源采用光纤耦合输出的二极管激光器，中心波长为788nm，耦合光纤的芯径为200μm，数值孔径为0.22。

3.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，光学耦合聚焦系统镀有对泵浦激光高透的介质膜。

4.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，Nd,Y:CaF₂激光晶体表面未镀膜，以布儒斯特角放置在谐振腔内，用铟箔包裹固定在紫铜晶体夹内并放置在通有循环水的铜块上，设定循环水的温度为10℃。

5.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，第一凹面镜和第二凹面镜朝谐振腔内的一面都镀有对增益激光高反介质膜，另一面镀有对泵浦激光高透介质膜；双色镜朝谐振腔内的一面镀有对增益激光高反介质膜和泵浦激光高透介质膜，另一面镀有对泵浦激光高透介质膜。

6.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，第三凹面镜朝谐振腔内的一面镀有对增益激光高反介质膜，另一面镀有对泵浦激光高透介质膜。

7.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，半导体可饱和吸收镜的调制深度为0.7％，非饱和损耗为0.4％，恢复时间为500fs。

8.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，第一GTI镜和第二GTI镜分别提供了-250fs²和-1200fs²的二阶色散量。

9.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，输出镜朝谐振腔内的一面镀有对增益激光透过率为0.8％的介质膜，另一面镀有对增益激光增透介质膜。

10.如权利要求1所述的二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器，其特征在于，该二极管泵浦的被动锁模Nd,Y:CaF₂全固态飞秒激光器输出脉冲宽度为264fs，平均输出功率为180mW。