一種窄線寬2μm激光器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種窄線寬2μm激光器裝置，包括1.9μm激光泵浦源、光學(xué)耦合系統(tǒng)、摻鈥離子激光晶體、Q開關(guān)、第一腔鏡、第二腔鏡、第三腔鏡和反饋鏡，所述的1.9μm激光泵浦源輸出波長為1.9μm的激光經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)整形后用于泵浦摻鈥離子激光晶體，所述的摻鈥離子激光晶體、第一腔鏡、第二腔鏡、第三腔鏡以及反饋鏡共同構(gòu)成有源的激光諧振腔，由于不需要專門的標(biāo)準(zhǔn)具或光柵用于線寬壓窄，降低了激光器的腔內(nèi)損耗，并提高了穩(wěn)定性，本發(fā)明裝置可實現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量、窄線寬的2μm激光輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，從而在軍事、光譜學(xué)、遙感等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種窄線寬2μ--?激光器裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全固態(tài)激光領(lǐng)域，特別涉及一種高效緊湊的窄線寬2 μ m激光器裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]處于大氣窗口 3 — 5μπι波段內(nèi)的中紅外激光在軍事、光譜學(xué)、遙感等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用，其中2μπι激光通過非線性光學(xué)頻率變換是得到中紅外激光的主要途徑之一。但在這種非線性光學(xué)頻率變換中，對2 μ m激光的線寬有苛刻的要求，只有足夠窄的線寬才能實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換效率。
[0003]目前，在2μπι激光器中壓窄激光線寬的兩種主要方法是腔內(nèi)插入標(biāo)準(zhǔn)具和采用布拉格光柵做腔鏡，但是前者存在插入損耗較大的缺點，而后者存在受震動影響嚴(yán)重且價格昂貴的缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對目前2 μ m激光器中壓窄激光線寬時存在的問題，從而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量2 μ m激光輸出的激光器。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種窄線寬2μπι激光器裝置，包括
1.9 μ m激光泵浦源、光學(xué)稱合系統(tǒng)、摻欽離子激光晶體、Q開關(guān)、第一腔鏡、第二腔鏡、第三腔鏡和反饋鏡，所述的1.9μπι激光泵浦源輸出波長為1.9μπι的激光經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)整形后用于泵浦摻欽離子激光晶體，所述的摻欽離子激光晶體、第一腔鏡、第二腔鏡、第三腔鏡以及反饋鏡共同構(gòu)成有源的激光諧振腔。
[0006]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置，其1.9 μ m激光泵浦源輸出的激光是連續(xù)輸出或脈沖輸出，1.9 μ m激光泵浦源輸出的激光波長與摻欽離子激光晶體中欽離子的吸收波長相匹配。
[0007]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置，其1.9 μ m激光泵浦源為半導(dǎo)體激光器泵浦的摻銩離子固體激光器或摻銩離子光纖激光器。
[0008]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置，其光學(xué)耦合系統(tǒng)用于將1.9 μ m泵浦激光耦合進摻欽離子激光晶體中，與振蕩激光實現(xiàn)良好的模式匹配。
[0009]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置,其Q開關(guān)為聲光Q開關(guān)或電光Q開關(guān)。
[0010]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置，其反饋鏡為平面鏡，反饋鏡和第三腔鏡構(gòu)成一片標(biāo)準(zhǔn)具，反饋鏡與第三腔鏡保持平行放置，作為輸出耦合鏡來實現(xiàn)壓窄線寬并輸出激光。
[0011]所述的一種窄線寬2 μ m激光器裝置，其摻欽離子激光晶體為欽離子摻雜濃度為
0.7%的HckYAG激光晶體的兩個端面經(jīng)光學(xué)拋光后鍍上1.9-2.1 μ m的增透膜，其四個側(cè)面做粗糙化處理后經(jīng)銦箔包裹后用熱沉固定。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:由于不需要專門的標(biāo)準(zhǔn)具或光柵用于線寬壓窄，降低了激光器的腔內(nèi)損耗，并提高了穩(wěn)定性；反饋鏡可以和第三腔鏡集成在一起，大大降低了激光器的調(diào)節(jié)難度；因此本發(fā)明裝置可實現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量、窄線寬的2 μ m激光輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，從而在軍事、光譜學(xué)、遙感等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]各附圖標(biāo)記為:1 一 1.9μπι激光泵浦源，2—光學(xué)耦合系統(tǒng)，3—摻欽離子激光晶體，4一Q開關(guān),5-01一第一腔鏡,5-02一第二腔鏡，5-03一第二腔鏡，6—反饋鏡。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0016]本發(fā)明公開了一種窄線寬2 μ m激光器裝置，包括1.9 μ m激光泵浦源1、光學(xué)耦合系統(tǒng)2、摻欽離子激光晶體3、Q開關(guān)4、第一腔鏡5-01、第二腔鏡5-02、第三腔鏡5_03和反饋鏡6，所述的1.9 μ m激光泵浦源I輸出波長為1.9 μ m的激光經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)2整形后用于泵浦摻欽離子激光晶體3，所述的摻欽離子激光晶體3、第一腔鏡5-01、第二腔鏡5-02、第三腔鏡5-03以及反饋鏡6共同構(gòu)成有源的激光諧振腔，所述的1.9μπι激光泵浦源I輸出的激光是連續(xù)輸出或脈沖輸出，1.9 μ m激光泵浦源I輸出的激光波長與摻欽離子激光晶體3中欽離子的吸收波長相匹配，所述的光學(xué)耦合系統(tǒng)2為將1.9 μ m激光泵浦源輸出的激光整形后注入摻欽離子激光晶體3中的光學(xué)透鏡組，由焦距分別為25mm和45mm的兩片平凸透鏡組成，所述的摻欽離子激光晶體3為摻欽釔鋁石榴石(簡稱Ho:YAG)或摻欽氟化釔鋰(簡稱Ho: YLF)，所述的Q開關(guān)4為聲光Q開關(guān)或電光Q開關(guān)，用于調(diào)制激光器來實現(xiàn)脈沖激光輸出，所述的反饋鏡6為平面鏡，反饋鏡6和第三腔鏡5-03構(gòu)成一片標(biāo)準(zhǔn)具，反饋鏡6與第三腔鏡5-03保持平行放置，作為輸出耦合鏡來實現(xiàn)壓窄線寬并輸出激光。
[0017]實施例一
參考圖1，本實施例的1.9 μ m激光泵浦源I采用摻銩離子的光纖激光器，最大輸出功率50W，光纖數(shù)值孔徑0.22、芯徑200 μ m,經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)2整形后的1.9 μ m泵浦光束腰處光斑直徑為360μπι，且該束腰位于激光晶體中間，摻欽離子激光晶體3為欽離子摻雜濃度為0.7%的Ho:YAG激光晶體，尺寸為3mmX3mmX50mm，尺寸為3mmX3mm的兩個端面經(jīng)光學(xué)拋光后鍍上1.9-2.1 μ m的增透膜，其四個側(cè)面做粗糙化處理后經(jīng)銦箔包裹后用熱沉固定，以傳導(dǎo)冷卻的方式帶走晶體中產(chǎn)生的熱量，Q開關(guān)4采用古奇的聲光Q開關(guān)，其聲孔大小為6mm,中心頻率41MHz，射頻功率為50W，衍射效率>85% (針對2.1 μ m)。
[0018]第一腔鏡5-01為平凹鏡，其曲率半徑為R=300mm，鍍有對O度入射2.1 μ m激光高反膜，第二腔鏡5-02與第三腔鏡5-03均為平面鏡，前者鍍有對45度入射的1.9 μ m激光增透與2.1 μ m激光高反膜，后者鍍有對O度入射的1.9 μ m激光高反與2.1 μ m激光部分透射膜(反射率R=40%)，反饋鏡6為平面鏡，其表面鍍有對O度入射的2.1 μ m激光部分透射膜(反射率R=50%)，并且反饋鏡6與第三腔鏡5-03保持平行放置。
[0019]實施例二
參見圖2，本實施例是在實施例一的基礎(chǔ)上改進的，與實施例一的不同之處主要為:
1.9 μ m激光泵浦源I采用摻銩離子的固體激光器，采用了兩塊摻欽離子激光晶體3，其尺寸為3mmX 3mmX 30mm，摻欽離子濃度為1%，第三腔鏡5-03對2.1 μ m激光反射率R=50%，反饋鏡6對2.1 μ m激光反射率R=55%。
[0020]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，以及部分運用的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種窄線寬2 μ m激光器裝置,包括1.9 μ m激光泵浦源(I)、光學(xué)稱合系統(tǒng)(2)、摻欽離子激光晶體(3 )、Q開關(guān)(4 )、第一腔鏡(5-01)、第二腔鏡(5-02 )、第三腔鏡(5_03 )和反饋鏡(6)，其特征在于:所述的1.9 μ m激光泵浦源(I)輸出波長為1.9 μ m的激光經(jīng)光學(xué)耦合系統(tǒng)(2)整形后用于泵浦摻欽離子激光晶體(3)，所述的摻欽離子激光晶體(3)、第一腔鏡(5-01)、第二腔鏡(5-02)、第三腔鏡(5-03)以及反饋鏡(6)共同構(gòu)成有源的激光諧振腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種窄線寬2μ m激光器裝置，其特征在于，所述的1.9 μ m激光泵浦源(I)輸出的激光是連續(xù)輸出或脈沖輸出，1.9 μ m激光泵浦源(I)輸出的激光波長與摻欽離子激光晶體(3 )中欽離子的吸收波長相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種窄線寬2μ m激光器裝置，其特征在于，所述的1.9 μ m激光泵浦源(I)為半導(dǎo)體激光器泵浦的摻銩離子固體激光器或摻銩離子光纖激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種窄線寬2μ m激光器裝置，其特征在于，所述的光學(xué)耦合系統(tǒng)(2)用于將1.9μπι泵浦激光耦合進摻欽離子激光晶體(3)中，與振蕩激光實現(xiàn)良好的模式匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求4任意一項所述的一種窄線寬2μ m激光器裝置，其特征在于，所述的Q開關(guān)(4)為聲光Q開關(guān)或電光Q開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種窄線寬2μπι激光器裝置，其特征在于，所述的反饋鏡(6)為平面鏡，反饋鏡(6)和第三腔鏡(5-03)構(gòu)成一片標(biāo)準(zhǔn)具，反饋鏡(6)與第三腔鏡(5-03)保持平行放置，作為輸出耦合鏡來實現(xiàn)壓窄線寬并輸出激光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種窄線寬2μ m激光器裝置，其特征在于，所述的摻欽離子激光晶體(3)的兩個端面經(jīng)光學(xué)拋光后鍍上1.9-2.1ym的增透膜，其四個側(cè)面做粗糙化處理后經(jīng)銦箔包裹后用熱沉固定。
【文檔編號】H01S3/081GK104409957SQ201410619809
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】劉在洲, 鄭建奎, 孫峰, 耿安兵, 項能全, 李海速, 葛浩山, 周正 申請人:中國船舶重工集團公司第七一七研究所