[发明专利]一种二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:YCOB全固态飞秒激光器

摘要

本发明公开了一种二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:YCa₄O(BO₃)₃(Yb:YCOB)全固态飞秒激光器，设置泵浦源、光学耦合聚焦系统、Yb:YCOB激光增益介质、第一凹面镜和第二凹面镜、第一三棱镜和第二三棱镜、平面反射镜、平面输出镜；泵浦源输出激光的中心波长为976nm。本发明首次在Yb:YCOB激光晶体上实现了克尔透镜锁模，输出73fs的锁模脉冲，锁模脉冲光谱半高宽为19nm。本发明具有很好的实用性和可操作性，结构紧凑小巧，适于重复生产和组装；适于批量化生产，成本较低，激光单向输出，高重复频率，亚100fs量级的脉冲宽度，高稳定性以及高光束质量的优点，可广泛应用于国防、工业、医疗、科研等领域，具有很好的应用前景和商业价值。

主权项

1.一种二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:YCOB全固态飞秒激光器，其特征在于，该二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:YCOB全固态飞秒激光器包括：泵浦源、光学耦合聚焦系统、第一凹面镜、Yb:YCOB激光增益介质、第二凹面镜、平面反射镜、第一三棱镜、第二三棱镜、平面输出镜；泵浦源，用于输出泵浦激光；光学耦合聚焦系统，用于将泵浦源产生的泵浦激光聚焦到Yb:YCOB激光增益介质上；激光增益介质Yb:YCOB，接收透过光学耦合聚焦系统和第一凹面镜的泵浦激光，用于形成激光增益；第一凹面镜，接收Yb:YCOB激光增益介质产生的增益激光,与第二凹面镜构成共焦系统；第二凹面镜，接收Yb:YCOB激光增益介质产生的增益激光，然后反射到第一三棱镜；第一三棱镜，接收第二凹面镜反射的激光，并透射到第二三棱镜；第二三棱镜，接收第一三棱镜透射的激光，并透射到平面输出镜；平面输出镜，接收第二三棱镜透射的激光，并将透射增益激光按原路返回；依次经过第二三棱镜、第一三棱镜、第二凹面镜、Yb:YCOB激光增益介质，然后到达第一凹面镜并被第一凹面镜反射到平面输出镜；平面输出镜，增益激光起振后通过平面输出镜输出稳定的克尔透镜锁模激光脉冲；泵浦源的中心波长为976nm；光学耦合聚焦系统两面都镀有对泵浦激光高透介质膜；Yb:YCOB激光增益介质布儒斯特角放置，并被置于冷却铜块上；第一凹面镜和第二凹面镜构成共焦系统，并且为紧聚焦结构；从泵浦源发射的976nm泵浦激光透过光学耦合聚焦系统和第一凹面镜聚焦到Yb:YCOB激光增益介质上，由Yb:YCOB增益介质产生的1.043μm增益激光入射到第二凹面镜，并被第二凹面镜反射到第一三棱镜，增益激光透过第一三棱镜入射到第二三棱镜，然后透过第二三棱镜入射到平面输出镜，平面输出镜反射增益激光并将其原路返回，依次经过第二三棱镜、第一三棱镜、第二凹面镜、Yb:YCOB激光增益介质，然后到达第一凹面镜并被第一凹面镜反射到平面反射镜，最后增益激光起振后通过平面输出镜输出锁模激光；第一凹面镜面向泵浦源的一面镀有对泵浦激光高透的介质膜，另一面镀有对泵浦激光高透介质膜以及对振荡激光高反介质膜；第二凹面镜面向泵浦源的一端镀有对泵浦激光高透介质膜以及对振荡激光高反介质膜，另一面镀有对泵浦激光高透的介质膜；平面反射镜面向谐振腔的一面镀有对振荡激光高反介质膜，另一面未镀膜；第一三棱镜和第二三棱镜两面同时对振荡激光为布儒斯特角，并且三棱镜对的表面均未镀膜；第一三棱镜和第二三棱镜布儒斯特角放置在谐振腔内；经过第一三棱镜和第二三棱镜补偿色散后，腔内总的色散量为负值；平面输出镜面向谐振腔内的一面镀有在振荡激光处输出耦合率为0.8％的介质膜，另一面镀有对振荡激光的增透介质膜。