[发明专利]一种新型结构的连续波单频全固态激光器

摘要

本发明涉及一种新型结构的连续波单频全固态激光器，其特征在于：在激光器的光路中激光晶体和全波片之间安装有布氏片；输出镜与反射镜对称布置，可调光阑安装在全波片与输出镜间，反射镜的光路中布置倍频晶体成V型驻波腔结构；腔内插入的布氏片与全波片和倍频晶体构成复合双折射滤光片，全波片和非线性倍频晶体两种双折射晶体，在兼顾倍频效率的同时对布氏片起偏的基频光产生偏转效应，布氏片对不同偏振方向纵模的选择性损耗，抑制了部分纵模的形成、腔内插入选模光阑抑制其他横模的产生，配合适当的腔长参数和最终实现了单频激光经由输出镜输出腔外。其易于调节，突破了传统驻波腔腔长限制，效率与选频兼顾，而且由于采用的是V型结构，减小了整个系统的体积，为实现小型化、高效化、产品化的单频激光输出打下基础。

主权项

一种新型结构的连续波单频全固态激光器，由半导体激光器、半导体激光器座、光学耦合镜组、光学耦合镜组座、激光晶体、激光晶体座、布氏片、布氏片座、全波片、全波片座、反射镜、反射镜座、倍频晶体、倍频晶体座、可调光阑、输出镜、输出镜座、基板、外壳组成；其中半导体激光器固定于铜制的半导体激光器座上，光学耦合镜组固定于光学耦合镜组座中，激光晶体固定在激光晶体座内，布氏片固定在布氏片座上，全波片固定在全波片座上，反射镜固定在反射镜座上、倍频晶体固定在倍频晶体座上，输出镜固定在铝制的输出镜座上；半导体激光器座、光学耦合镜组座、激光晶体座、布氏片座、全波片座、反射镜座、倍频晶体座、可调光阑、输出镜座均固定在基板上，罩在外壳中；其特征在于：在激光器的光路中激光晶体和全波片之间安装有布氏片；输出镜与反射镜对称布置，可调光阑安装在全波片与输出镜间，反射镜的光路中布置倍频晶体成V型驻波腔结构；其中设泵浦光与基频光的波长分别为λp，λ1，固定在铜制半导体激光器座上的半导体激光器发射与激光晶体吸收谱相对应波长的激光，波长为λp，通过固定在泵浦光学耦合镜组座中的泵浦光学耦合镜组注入到激光晶体中，泵浦光学耦合镜组两端镀泵浦光λp波长的增透膜系，激光晶体的两个通光面，靠近半导体激光器的一端镀膜为对λp波长泵浦光的增透膜系和对λ1波长基频光的高反膜系，另一端为对λp波长泵浦光和λ1波长基频光的增透膜系；布氏片按λ1波长泵浦光的布氏角摆放，θλ1=arctgn1（其中n1为布氏片相对于λ1波长的折射率）；中心波长为λ1的全波片双面镀对λ1波长基频光的增透膜系；反射镜靠近倍频晶体的一端镀膜为λ1波长基频光的高反膜系以及倍频光λ2的高反膜系；输出镜靠近可调光阑的一端镀膜为λ1波长基频光的高反膜系以及倍频光λ2的增透膜系，另一端镀λ2波长倍频光的增透膜系（其中1/λ2=1/λ1+1/λ1）；非线性倍频晶体按基频光波长λ1的倍频相位匹配方向切割，使得波长λ1在非线性倍频晶体中共线传播时满足相位匹配关系：n2/λ2=n1/λ1+n1/λ1，其中n1，n2分别为λ1，λ2波长的光在非线性倍频晶体中传播时的折射率；激光晶体靠近泵浦源一端所镀制的基频光高反膜和泵浦光增透膜作为谐振腔的一个腔镜，并分别与反射镜和输出镜形成基频光的谐振腔，V型腔两个臂的夹角为5°＜θ＜15°，基频光在激光晶体内进行增益，非线性倍频晶体放置在反射镜和输出镜之间高斯光束的光腰处，与腔内插入的布氏片和全波片构成复合双折射滤光片，腔内插入选模光阑。