[实用新型]一种脉宽可调谐被动锁模激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，特别是涉及一种脉宽可调谐被动锁模激光器。

背景技术

全固态皮秒激光器在科研、医药和激光微纳加工等领域有着广泛和重要的应用，如非线性频率转换、生物光子学、激光测距和激光微加工等。不同的使用领域需要不同的锁模皮秒脉宽，如“冷加工”需要的脉冲宽度小于15ps，为了再生放大得到kHz的大能量绿光，激光测距需要的脉冲宽度可以放宽到30ps等。因此，研制脉宽可调谐被动锁模激光器成为当前研究的热点。

被动锁模激光器产生的高重复频率光脉冲具有极窄的脉冲宽度（10^-10-10^-15秒），而且单个脉冲相当稳定，可以作为再生放大器和皮秒放大器稳定的种子源。由于半导体可饱和吸收体的恢复时间一定，输出脉冲宽度变化很小，可以通过在谐振腔内插入不同厚度的标准具，对腔内激光模式进行调制，最终得到了平均功率为7.3W，脉冲重复频率为108MHz，脉宽范围在34ps至1ns的激光输出，脉冲的调谐范围宽，但每改变一次脉宽，就需要插入不同的标准具，不能实现连续精确调谐。

而且，脉宽大于90ps的输出，可以通过更简单的谐振腔输出。对于脉宽大于200ps的脉宽，可以通过Cr4+键合晶体或者二极管直接调制输出。所以，能够在10ps～100ps之间连续调谐，是当前研究的难点，中国科学院上海精密机械研究所的林华等人采用通过控制两块晶体的不同泵浦比例，可以实现脉宽的精细连续调谐，实现了8.8ps的最小脉宽输出和20.3ps的最大脉宽输出，但调谐范围较小，且有两块晶体和两个泵浦源，成本较高。

由上述可见，要实现脉冲宽度小于100ps的连续可调谐输出，又要保证结构简单，是目前急需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型提供一种脉宽可调谐被动锁模激光器，用以解决现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种脉宽可调谐被动锁模激光器，包括：

880nm泵浦源，泵浦光传输光纤，泵浦光耦合系统，双色镜，增益晶体，腔长调节器，平面输出镜，平凹反射镜组，半导体可饱和吸收体；

所述880nm泵浦源通过所述泵浦光传输光纤耦合至所述泵浦光耦合系统，所述泵浦光耦合系统与所述双色镜耦合，所述双色镜分别与所述增益晶体和所述平凹反射镜组耦合，所述增益晶体、所述腔长调节器和平面输出镜依次耦合，所述平凹反射镜组与所述半导体可饱和吸收体耦合；

其中，所述平面输出镜和所述半导体可饱和吸收体之间的组件共同组成激光器的谐振腔；所述腔长调节器由两个三棱镜组成，通过调节所述两个三棱镜的距离实现连续调节所述谐振腔的腔长。

进一步，所述腔长调节器的三棱镜的材质为熔融石英，且靠近所述平面输出镜侧的三棱镜的三角形边长大于另一个三棱镜的三角形边长。

进一步，所述双色镜为30°平面反射镜，用于透射泵浦光，反射激光。

进一步，所述平面输出镜为对激光透射率为5%～15%的输出镜。

进一步，所述平凹反射镜组的多个平凹反射镜均为6°全反镜。

进一步，所述增益晶体材料为掺铷钒酸钇Nd:YVO₄，或者，掺镱钇铝石榴石Yb:YAG；并且，所述增益晶体的横截面为2mm×2mm至5mm×5mm，长度为5mm～10mm。

进一步，所述增益晶体采用双增透镀膜方式。

进一步，所述增益晶体的冷却方式为传导冷却。

进一步，所述增益晶体的泵浦方式为连续泵浦，泵浦电流为2A～5A。

进一步，所述半导体可饱和吸收体的中心吸收波长为1064nm或者1030nm。

本实用新型的腔长调节器中设置了两个三棱镜，通过调节这两个三棱镜的距离，可以轻松的调节谐振腔的腔长，以连续调节激光输出脉冲宽度，得到不同脉冲宽度的激光，解决了现有技术无法输出脉冲宽度小于100ps的连续可调谐锁模激光的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中脉宽可调谐被动锁模激光器的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例中脉宽可调谐被动锁模激光器的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例中腔长调节器的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例中输出较窄脉冲波形的示意图；

图5是本实用新型优选实施例中输出较宽脉冲波形的示意图。

具体实施方式