[发明专利]一种全固态红绿蓝锁模脉冲装置

说明书

技术领域：

本发明属于激光设备技术领域，涉及一种同时输出红、绿、蓝三种颜色锁模脉冲的激光器，特别是一种全固态红绿蓝锁模脉冲装置。

背景技术：

目前，红光、绿光和蓝光三个波段光色的锁模激光器已被广泛应用在医疗、科研和军事等领域，发挥着重要的科技作用。在现有技术中，美国的R.Wallenltein于2001年CLEO会议上提出了利用近红外锁模脉冲经过频率变换来获得可见光锁模脉冲的方法(Conference on Lasers and Electron-Optics,Postconference Digest,Vol.56 of OSA Trends in Optics and Photonics Series,paper CThC3)；瑞典的F.Brunner于2004年利用1030nm锁模脉冲为光源，经过1个倍频过程、2个合频过程、2个参量过程，获得了红(603nm)、绿(515nm)、蓝(450nm)三种颜色的锁模脉冲(Optics Letters,Vol.29,PP:1921-1923)；以近红外波段的锁模激光为光源，必须经过多个频率转换过程，才能够同时获得红、绿、蓝三种颜色的锁模脉冲；同时，为了使相互作用的两个脉冲同步，还需要在激光器系统中设置时间延迟装置，导致系统结构复杂，稳定性降低。中国专利201310118772.0一种全固态可见光被动锁模激光器，公开记载了一种能同时输出红绿蓝三色锁模脉冲的激光器能同时输出红绿蓝三色的，且其光路复杂，结构不优化，激光效果不理想；中国专利201510047601.2公开了一种红绿蓝锁模激光器，但该激光器只能产生一种颜色的锁模光，不能同时产生三种颜色。因此，研发一种能够同时获得红、绿、蓝三基色的锁模激光，并使其不存在锁模脉冲相互作用的过程，使频率变换过程更加简单的全固态红绿蓝锁模激光装置很有科学和应用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种能够同时获得红、绿、蓝三种颜色并不互相作用的锁模脉冲装置，其频率变换过程简单的脉冲装置，可用于医疗、科研和军事等领域。

为了实现上述目的，本发明装置的主体结构包括第一腔镜、可饱和吸收体、激光晶体、第二腔镜、第一分光片、第三腔镜、第一参量晶体、第四腔镜、第一聚焦透镜、第一倍频晶体、第二分光片、第三分光片、第五腔镜、第二参量晶体、第六腔镜、第二聚焦透镜、第二倍频晶体和第四分光片；各部件选择常规的光学结构和材料，并按照光学原理布局和组合构成同一轴线的脉冲装置，第一腔镜、可饱和吸收体、激光晶体和第二腔镜按光学原理组合构成红光或蓝光锁模谐振腔；第三腔镜、第一参量晶体、第四腔镜按光学原理组合构成第一单谐振信号(闲置)光参量振荡器；第五腔镜、第二参量晶体和第六腔镜按光学原理组合构成第二单谐振信号(闲置)光参量振荡器；输入光线先由第一腔镜进入装置，然后由可饱和吸收体进行吸收，再经过激光晶体辐射，由第二腔镜输出锁模红光或蓝光；第一分光片使一部分红光或蓝光透射后泵浦第一单谐振信号(闲置)光参量振荡器，然后由第四腔镜输出信号(闲置)光，信号(闲置)光波长是绿光波段波长的两倍，部分信号(闲置)光经过第一聚焦透镜后泵浦第一倍频晶体生成绿光；第二分光片使剩余的信号(闲置)光透射，使绿光反射；第三分光片使一部分红光或蓝光反射后泵浦第二单谐振信号(闲置)光参量振荡器，然后由第六腔镜输出信号(闲置)光，信号(闲置)光波长是蓝光或红光波段波长的两倍，部分信号(闲置)光经过第二聚焦透镜后泵浦第二倍频晶体生成蓝光或红光；第四分光片使剩余的信号(闲置)光透射，使蓝光或红光反射；实现由第二分光片获得绿色锁模脉冲，第三分光片获得红色或蓝色锁模脉冲，第四分光片获得蓝色或红色锁模脉冲的全固态红绿蓝锁模脉冲装置；其中所涉及的第一腔镜、第二腔镜、第三腔镜、第四腔镜、第五腔镜和第六腔镜均选择平面镜、凸面镜或凹面镜；第一腔镜与第二腔镜之间的距离，第二腔镜与第三腔镜之间的距离以及第五腔镜与第六腔镜之间的距离根据所选元件结构和布局确定，能够使第一腔镜和第二腔镜组成红光或蓝光锁模谐振腔，第三腔镜和第四腔镜组成的第一单谐振信号(闲置)光参量振荡器为稳定腔，第五腔镜和第六腔镜组成的第二单谐振信号(闲置)光参量振荡器为稳定腔；第一倍频晶体位于第一聚焦透镜的焦点处；第二倍频晶体位于第二聚焦透镜的焦点处，其他各器件之间的距离根据其所选器件的结构和布局确定，应符合光学原理；第一分光片、第二分光片、第三分光片和第四分光片的倾斜角度根据各分光片的镀膜参数和实际要求确定，其倾斜角度值为0—90度。