[发明专利]基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器及激光产生方法

权利要求书

1.一种基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，包括：泵浦源(1)、准直镜(2)、聚焦镜(3)、凹面输入镜(4)、增益介质(5)、第一凹面高反镜(6)、第二凹面高反镜(7)、锁模元件(8)、第一平面啁啾镜(9)、第二平面啁啾镜(10)和耦合输出镜(11)；泵浦源(1)输出的泵浦光依次经过准直镜(2)、聚焦镜(3)和凹面输入镜(4)后注入增益介质(5)；凹面输入镜(4)、第一凹面高反镜(6)、第二凹面高反镜(7)、锁模元件(8)、第一平面啁啾镜(9)、第二平面啁啾镜(10)和平面输出镜(11)构成激光谐振腔，

泵浦源(1)，用于输出泵浦光，泵浦光诱发增益介质(5)粒子数反转并在激光谐振腔内形成激光振荡，最后通过耦合输出镜(11)输出飞秒锁模激光；

增益介质(5)为无序激光晶体。

2.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，增益介质(5)为Tm:GYAP、Tm:CLNGG、Tm:CNNGG、Tm:CALYO、Tm,Ho:CLNGG、Tm,Ho:CNGG、Tm,Ho:CALGO中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，泵浦源(1)为高功率高光束质量的分布布拉格反射锥形半导体激光器。

4.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，锁模元件(8)为可饱和吸收镜、石墨烯和单璧碳纳米管饱和吸收体中的任意一种。

5.根据权利要求4所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，若锁模元件(8)为石墨烯和单璧碳纳米管饱和吸收体，则锁模元件(8)为石墨烯或单璧碳纳米管饱和吸收体通过化学气相沉积法生长，再转移到2微米波段的激光高反镜上形成的锁模元件。

6.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，增益介质(5)以布鲁斯特角置于激光谐振腔内。

7.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，耦合输出镜(11)输出的飞秒锁模激光为2微米飞秒锁模激光。

8.根据权利要求1所述的基于无序激光晶体的飞秒锁模激光器，其特征在于，第一平面啁啾镜(9)和第二平面啁啾镜(10)通过均对飞秒激光多次反射来补偿激光谐振腔内的色散。

9.一种基于无序激光晶体的飞秒锁模激光的产生方法，其特征在于，包括：

S1，泵浦源(1)发出的泵浦光依次经过准直镜(2)、聚焦镜(3)和凹面输入镜(4)后聚焦到以布儒斯特角放置的增益介质(5)中，引起增益介质(5)的粒子数反转并在激光谐振腔内形成激光振荡；其中增益介质(5)为无序激光晶体；

S2，激光谐振腔内的激光经第一凹面高反镜(6)后反射到第二凹面反射镜(7)，再聚焦到锁模元件(8)上后沿原路返回，再依次通过第二凹面高反镜(7)、第一凹面高反镜(6)、增益介质(5)、凹面输入镜(4)，并由该凹面输入镜(4)偏转反射到第一平面啁啾镜(9)和第二平面啁啾镜(10)；

S3，激光在第一平面啁啾镜(9)和第二平面啁啾镜(10)之间多次反射来实现腔内色散补偿；

S4，通过耦合输出镜(11)输出高功率、高光束质量、超短脉宽的2微米飞秒锁模激光。