[发明专利]一种半导体泵浦铯蒸气锁模激光器及生成超短脉冲激光的方法

权利要求书

1.一种半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，包括：

半导体泵浦源，其用以输出泵浦光束；

泵浦光整形系统，其用以承接泵浦光并将其会聚至铯蒸气池中部；

铯蒸气池，其用以对整形后的泵浦光进行增益从而生成增益激光；

锁模谐振结构，其用以对增益激光进行振荡锁模后输出锁模激光，所述锁模谐振结构包括：

设置在所述泵浦光整形系统输出光路上的二向色镜，

以一定角度承接所述增益激光、并对所述增益激光进行一次反射的第一高反镜，

承接所述第一高反镜的反射激光并进行二次反射的第二高反镜，

对所述增益激光进行超短脉冲锁模的可饱和吸收体，

以及设置在所述二向色镜反射光路上的输出镜；

其中，半导体泵浦源发出的泵浦光通泵浦光整形系统聚焦进入铯蒸气池内，以铯蒸气作为增益介质进行增益后，进入锁模谐振结构中振荡，最后从输出镜输出锁模激光。

2.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体设置在所述第一高反镜、第二高反镜的反射光路上。

3.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述第一高反镜、第二高反镜以及可饱和吸收体构成Z型折叠腔结构。

4.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体为半导体可饱和吸收镜、石墨烯、黑磷、二硫化钼中的一种。

5.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述铯蒸气池放置于温控炉中，其内部填充铯蒸气作为增益介质，并混合一定量的缓冲气体，所述缓冲气体为甲烷、乙烷、氦气中的一种或者氦气与烷烃的混合气体。

6.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述泵浦光线宽小于等于0.1nm。

7.根据权利要求1所述的半导体泵浦铯蒸气锁模激光器，其特征在于，所述输出镜为输出耦合镜；

所述二向色镜为平面镜或偏振棱镜，其对泵浦光波长透过率为99％以上，对激光波长的反射率为99％以上；

所述第一高反镜和第二高反镜为带有一定曲率的、对激光波长反射率为99％以上的凹面镜。

8.一种生成超短脉冲激光的方法，基于权利要求1所述激光器实现，其特征在于，包括：

通过半导体泵浦源输出泵浦光，所述泵浦光线宽小于等于0.1nm；

通过泵浦光整形系统承接所述泵浦光并将其会聚至铯蒸气池中部；

通过铯蒸气池对整形后的泵浦激光进行增益从而生成增益激光；

通过锁模谐振结构对增益激光进行振荡锁模后输出锁模激光，所述锁模谐振结构包括：

设置在所述泵浦光整形系统输出光路上的二向色镜，

以一定角度承接所述增益激光、并对所述增益激光进行一次反射的第一高反镜，

承接所述第一高反镜的反射激光并进行二次反射的第二高反镜，

对所述增益激光进行超短脉冲锁模的可饱和吸收体，

以及设置在所述二向色镜反射光路上的输出镜。

9.根据权利要求8所述的一种生成超短脉冲激光的方法，其特征在于，

所述二向色镜、第一高反镜、第二高反镜、输出镜以及可饱和吸收体构成Z型折叠腔结构；或者，

所述可饱和吸收体设置在所述第一高反镜、第二高反镜的反射光路上。