[实用新型]一种环形腔单纵模脉冲激光器

说明书

本实用新型公开了一种环形腔单纵模脉冲激光器，所述激光器包括：泵浦源、增益介质、六镜环形谐振腔腔镜，所述六镜环形谐振腔腔镜为8字形光路，腔镜由凹面输出镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、凹面反射镜组成；所述凹面输出镜和所述凹面反射镜之间设置有非线性晶体，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间设置有孔径光阑，所述第二反射镜和所述第三反射镜之间设置有光单向单元，所述第三反射镜和所述第四反射镜之间设置有脉冲产生器，在所述凹面输出镜后设置有二向分色镜。本实用新型解决了现有技术中的激光器单纵模率低、易产生空间烧孔效应、输出波形不对称以及输出能量不稳定的问题。

技术领域

本实用新型涉及激光器领域，尤其涉及一种环形腔单纵模脉冲激光器。

背景技术

单纵模脉冲激光器具有光滑的时间空间波形、长相干长度、窄谱线宽度、高光束质量等优势，可满足高分辨率激光光谱学、大面积全息照相、激光精密测量、引力波探测、相干光束合成、激光纳导引星等应用的需求。由于固体激光器谐振腔内的光是以驻波形式振荡产生激光，传统的驻波腔激光器存在空间烧孔效应，在未采取相应的选纵模措施时一般输出多纵模脉冲激光。多纵模输出的激光器单色性及相干性比较差，导致输出能量不稳定，甚至会出现拍频现象产生激光脉冲尖峰，这些脉冲尖峰是引起腔内元件损伤的主要原因。因此，设计与改进激光器的谐振腔以实现单纵模运转是非常有必要的。另外，线形腔激光器还会有输出波形不对称的缺点。

由于不同的横模具有一系列不同的谐振频率，所以实现单纵模脉冲输出的前提是实现基横模输出。选纵模的方法有：短腔法、F-P标准具法、复合腔法、种子注入法、扭摆腔法以及环形腔法等。其中，环形腔法通过消除空间烧孔效应来实现激光器的单纵模运转，对于高功率单纵模激光器而言，选用环形腔并结合其他纵模选择技术是一种简单有效的方案。

传统的环形腔多采用四镜8字形环形腔，但四镜8字形环形腔受限于调节方式的不灵活，腔镜位置改变困难，不利于模式匹配。

实用新型内容

本实用新型提供了一种环形腔单纵模脉冲激光器，本实用新型解决了现有技术中的激光器单纵模率低、易产生空间烧孔效应、输出波形不对称以及输出能量不稳定的问题，详见下文描述：

一种环形腔单纵模脉冲激光器，所述激光器包括：泵浦源、增益介质、六镜环形谐振腔腔镜，

所述六镜环形谐振腔腔镜为8字形光路，腔镜由凹面输出镜、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、凹面反射镜组成；

所述凹面输出镜和所述凹面反射镜之间设置有非线性晶体，所述第一反射镜和所述第二反射镜之间设置有孔径光阑，所述第二反射镜和所述第三反射镜之间设置有光单向单元，所述第三反射镜和所述第四反射镜之间设置有脉冲产生器，在所述凹面输出镜后设置有二向分色镜。

当所述激光器为侧面泵浦时，所述凹面反射镜、所述第一反射镜、所述第二反射镜、所述第三反射镜以及所述第四反射镜的一侧均镀有对基频光的高反膜，所述凹面输出镜一侧镀有对基频光的部分透射膜以及对非线性晶体变换所得波长的增透膜。

当所述激光器为端面泵浦时，选择所述凹面反射镜、所述第一反射镜、所述第二反射镜、所述第三反射镜、所述第四反射镜中的任意一反射镜作为输入镜；

输入镜的一侧镀有泵浦波长的高透膜，另一侧镀有对基频光的高反膜，其余反射镜一侧镀有对基频光的高反膜，所述凹面输出镜一侧镀有对基频光的部分透射膜以及对非线性晶体变换所得波长的增透膜。

进一步地，所述脉冲产生器包括：主动调Q开关或被动调Q晶体。

其中，所述光单向单元包括：沿光路方向依次设置的偏振片、半波片以及法拉第旋光器。

所述增益介质包括：钇铝石榴石晶体或钒酸钇晶体。

进一步地，所述非线性晶体设置在所述凹面反射镜与所述凹面输出镜之间的光腰处。