[发明专利]一种新型Nd:YAG单频环形激光谐振腔

说明书

本发明提供了一种新型Nd:YAG单频环形激光谐振腔,沿着光路方向依次设置有:至少一块泵浦模块,Nd:YAG晶体位于泵浦模块内；一个法拉第旋光器；一片二分之一波片；一片F‑P标准具；一片输出耦合镜，该输出耦合镜镀有对p偏振光透射率较高，而对s偏振光透射率相对小很多的介质膜；谐振腔有不少于两片腔镜，其中至少一片腔镜镀有对s偏振光全反射而对p偏振光具有较高透射的介质膜，剩余腔镜则为全反射镜。本发明可以迫使腔内s偏振光单向运转，p偏振光振荡被抑制，以消除腔内Nd:YAG晶体中的空间烧空效应，在模式竞争作用下实现单频激光输出。

技术领域

本发明涉及一种固体激光器谐振腔，特别是一种新型Nd:YAG单频环形激光谐振腔。

背景技术

高功率单频固体激光器在科学研究及测量中有非常广泛的应用。单向运转环形激光谐振腔是实现高功率单频固体激光输出的主要技术路线。目前单向运转单频环形激光谐振腔主要使用各向异性介质Nd:YVO作为激光晶体，由于Nd:YVO晶体发射线偏振光，所以环形激光谐振腔内不存在热退偏损耗，谐振腔能够输出较高的单频激光功率。根据文献报道，使用Nd:YVO晶体环形激光谐振腔1064nm单频激光最高输出功率可达101W，其光转换效率高达40%以上。而对于目前使用最为广泛的Nd:YAG晶体，尽管该晶体具有优良的热光综合特性，但由于Nd:YAG晶体各向同性，晶体被高功率泵浦时，存在很强的热致双折射效应，为保证腔内光束单向运转，腔内必须放置偏振片，Nd:YAG晶体发出的退偏光束在偏振片上将产生很强的退偏损耗，从而极大的限制了激光器输出功率。根据文献报道，使用Nd:YAG晶体的环形激光谐振腔单频激光器最大输出功率仅为31.9W，其光光转换效率不到10%。本发明针对以上问题，提出并实现了一种能有效降低Nd:YAG单频环形激光谐振腔内热退偏损耗的新谐振腔结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、能有效降低Nd:YAG单频环形激光谐振腔热退偏损耗的新谐振腔结构。

本发明提供的一种新型Nd:YAG单频环形激光谐振腔,沿着光路方向依次设置有:

至少一块泵浦模块, Nd:YAG晶体位于泵浦模块内；一个法拉第旋光器；一片二分之一波片；一片F-P标准具；一片输出耦合镜，该输出耦合镜镀有对p偏振光有较高的透射率，而对s偏振光透射相对小很多的介质膜；不少于两片腔镜，至少一片腔镜镀有对腔内s偏振光全反射而对p偏振光具有较高透射率的介质膜，剩余腔镜为全反射镜。

上述中，该泵浦模块的泵浦方式是端面泵浦、侧面泵浦或板条泵浦结构。

上述中，该输出耦合镜为平面镜或曲面镜。

上述中，腔镜为平面镜或曲面镜。

上述中，谐振腔输出波长为1064nm、1913nm以及946nm.

本发明的有益效果是：谐振腔包含对腔内s偏振光透射损耗小，而对p偏振光透射损耗大的腔镜和输出耦和镜，其中对p偏振光透射损耗大的腔镜与与腔内输出耦合镜可作为谐振腔内的偏振片，与腔内放置的二分之一波片以及法拉第旋光器构成单向器，迫使腔内s偏振光在腔内单向运转，同时抑制腔内p偏振光振荡。由谐振腔输出耦合镜输出光束包括腔内单向运转的s偏振光透射部分，以及腔内无法振荡的p偏振光透射部分。和现有Nd:YAG单频环形腔相比较，现有的Nd:YAG单频环形腔内单独使用薄膜偏振片，只有可在腔内单向运转的p偏振光能经输出耦合经输出，无法单向运转的s偏振光被薄膜偏振片完全反射出谐振腔，而本发明除了能够使可在腔内单向运转的s偏振光由输出耦合镜输出外，还能使无法振荡的p偏振光中相当大的一部分经输出镜输出，从而降低腔内退偏损耗。本发明所设计的新型谐振腔输出光束为输出耦合镜输出的s偏振光与p偏振光迭加，偏振态为椭圆偏振光。

附图说明

图1为本发明的光路图。