CN102801096A - 一种基于硼酸钙氧盐晶体的自光参量振荡激光器 - Google Patents

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韩学坤
王继扬
张怀金
于浩海
严冬
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Abstract

一种基于硼酸钙氧盐晶体的自光参量振荡激光器，针对目前在人眼安全激光器方面的缺点和不足，提出采用同时具有激光和非线性效应的掺钕硼酸钙氧盐晶体作为激光和光参量介质，实现自光参量振荡激光的激光器。本发明所涉及的掺钕硼酸钙氧盐晶体主要包括稀土钕（Nd）掺杂的GdCa4O(BO3)3、YCa4O(BO3)3及其混合组分晶体GdxY1-xCa4O(BO3)3，其中x=0～1.0。该类晶体既具有激光特性又具有二阶非线性特性，通过自光参量振荡的过程，实现一块晶体直接产生人眼安全波段激光。该激光器具有结构简单、操作简易、对环境适应性强、耐温度和应力冲击、适合产业化应用等优势。

Description

一种基于硼酸钙氧盐晶体的自光参量振荡激光器
技术领域
本发明涉及激光器件技术领域，利用硼酸钙氧盐晶体作为激光与非线性晶体，实现其自光参量振荡的人眼安全激光器。
背景技术
 激光对人眼的损害，主要是其通过晶状体的聚焦，使其到达视网膜时具有很强的功率密度，对视网膜进行灼伤，造成永久性失明。1.5微米附近激光在人眼中的透过率很低，难以到达视网膜，对人眼损害极小。除此之外，该波段激光还是大气传输窗口，因此其在激光测试、激光雷达、激光遥感、光通信等领域，都有着广泛的应用前景。
目前国内外获得1.5微米附近人眼安全波段激光的方法主要有两种：
1、直接输出：利用铒玻璃1.5微米附近波段的谱线，直接实现受激辐射产生1.5微米激光。但是玻璃的热导率较低，导热性能差，难以在高重频下使用。
2、光参量振荡技术：利用1.06微米激光作为基频光，以KTP、KTA等为非线性晶体，经过二阶OPO非线性过程，其产生的信号光在1.5微米波段。但在使用时，需要将激光晶体与非线性晶体分别放置，使其结构比较复杂，维护困难，难以经受外界的应力冲击，且所用KTP、KTA晶体对温度极为敏感，在野外应用时，由于环境温度的变化使之效率降低甚至形不成振荡。
发明内容
本发明针对目前在人眼安全激光器方面的缺点和不足，提出采用同时具有激光和非线性效应的硼酸钙氧盐晶体作为激光和光参量介质，实现自光参量振荡激光的激光器。
本发明的技术方案是：一种自光参量振荡激光器，包括泵浦源、非线性晶体和谐振腔，泵浦源设在谐振腔外，非线性晶体设在谐振腔内，其特征在于，所述的非线性晶体为掺钕硼酸氧钙盐晶体，该掺钕硼酸钙氧盐晶体沿其光参量振荡的相位匹配方向切割，表面抛光且镀以对1.06微米和1.5微米高透过的介质膜。
所述的谐振腔由入射镜和出射镜组成，该入射镜镀以对泵浦光高透过和1.06微米和1.5微米高反射的介质膜，该出射镜镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。
所述的谐振腔由掺钕硼酸钙氧盐晶体两个镀膜的入射面和出射面组成，该入射面光学抛光并镀以对泵浦光及1.06微米高反射且对1.5微米高反射的介质膜；该出射面镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。
所述的对1.5微米部分反射是指1.5微米光的透过率为1－20%。
为了使提高激光器的峰值功率和增加转化效率，在谐振腔中插入电光、声光或者被动调Q器件。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体包括：Nd:GdCOB、Nd:YCOB及其Nd:GdYCOB。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体为圆柱形或者长方体，其通光方向的尺寸为1 mm～40 mm。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体中Nd的掺杂浓度为0.0001at%—20at%，优选的Nd的掺杂浓度为1at%—10at%。
所述的泵浦源优选半导体激光器或氙灯。
   本发明提供的单频可见光激光器具有以下优点：
（1）结构紧凑、简单。本发明是集激光与非线性过程于一身，由一块晶体取代以前所用的两块晶体，具有结构更为紧凑、简单的优势，也更耐外力的冲击，具有高稳定性和可靠性。
（2）操作简单。本发明的核心为一块自非线性晶体，在使用时，只需将泵浦光射入晶体中即可获得人眼安全波段激光的输出，无需复杂的调节。
（3）成本低。本发明是用一块自非线性晶体即可实现，将其自身的激光和非线性效应集于一身，减少了加工过程，降低了成本，有利于产业化。
附图说明
图1为本发明的连续自光参量振荡激光器示意图。
图2为本发明的微片式连续自光参量振荡激光器示意图。
图3为本发明的调Q自光参量振荡激光器结构示意图。
图4 为氙灯侧面泵浦自光参量振荡激光器结构示意图
具体实施方式
参见图1-图4，本发明一种自光参量振荡激光器，包括泵浦源、非线性晶体和谐振腔。所述的非线性晶体为掺钕硼酸氧钙盐晶体3，该掺钕硼酸钙氧盐晶体3沿其光参量振荡的相位匹配方向切割，表面抛光且镀以对1.06微米和1.5微米高透过的介质膜。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体包括：Nd:GdCOB、Nd:YCOB及其Nd:GdYCOB。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体3为圆柱形或者长方体，其通光方向的尺寸为1 mm～40 mm。
所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体3中Nd的掺杂浓度为0.0001at%—20at%，优选的Nd的掺杂浓度为1at%—10at%。
参见图1，所述的谐振腔由入射镜8和出射镜9组成，该入射镜8镀以对泵浦光高透过和1.06微米和1.5微米高反射的介质膜，该出射镜9镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。泵浦源激光二极管1发出红外808nm激光，经光纤6耦合，再由透镜组7扩束整形，经过掺钕硼酸氧钙盐晶体3的作用，在谐振腔的入射镜8和出射镜9镜之间光参量震荡，最后输出1570nm红外光5。所述的对1.5微米部分反射是指1.5微米光的透过率为1－20%。
参见图2，该实施例的谐振腔由掺钕硼酸氧钙盐晶体3两个镀膜的入射面2和出射面4组成，该入射面2光学抛光并镀以对泵浦光及1.06微米高反射且对1.5微米高反射的介质膜；该出射面4镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。泵浦源激光二极管1发出红外808nm激光，经过掺钕硼酸氧钙盐晶体3的两个镀膜的入射面2和出射面4的作用，直接输出1570nm红外光5。
参见图3，该实施例在第一实施例的基础上，在谐振腔内插入被动调Q器件（也可是电光、声光器件），目的是提高激光器的峰值功率和增加转化效率。泵浦源激光二极管1发出红外808nm激光，经光纤6耦合，再由透镜组7扩束整形，经过掺钕硼酸氧钙盐晶体3和Cr:YAG调Q晶体13的共同作用，在激光腔入射镜8和出射镜9镜之间光参量震荡，最后输出1570nm红外光5。
如图4，泵浦源氙灯10侧面泵浦掺钕硼酸氧钙盐晶体3，在腔镜8和腔镜9之间形成光参量震荡，最后输出1570nm红外光5。
本发明所涉及的掺钕硼酸氧钙盐晶体主要包括稀土钕（Nd）掺杂的GdCa4O(BO3)3（简称：Nd:GdCOB）、YCa4O(BO3)3（简称：Nd:YCOB）及其混合组分晶体GdxY1-xCa4O(BO3)3（简称：Nd:GdYCOB，其中x=0～1.0）。该类晶体既具有激光特性又具有二阶非线性特性，通过自光参量振荡的过程，实现一块晶体直接产生人眼安全波段激光。该激光器具有结构简单、操作简易、对环境适应性强、耐温度和应力冲击、适合产业化应用等优势。

Claims (9)

1.一种自光参量振荡激光器，包括泵浦源、非线性晶体和谐振腔，泵浦源设在谐振腔外，非线性晶体设在谐振腔内，其特征在于，所述的非线性晶体为掺钕硼酸氧钙盐晶体，该掺钕硼酸钙氧盐晶体沿其光参量振荡的相位匹配方向切割，表面抛光且镀以对1.06微米和1.5微米高透过的介质膜。
2.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的谐振腔由入射镜和出射镜组成，该入射镜镀以对泵浦光高透过和1.06微米和1.5微米高反射的介质膜，该出射镜镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。
3.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的谐振腔由掺钕硼酸钙氧盐晶体两个镀膜的入射面和出射面组成，该入射面光学抛光并镀以对泵浦光及1.06微米高反射且对1.5微米高反射的介质膜；该出射面镀以对1.06微米高反射且对1.5微米部分反射的介质膜。
4.根据权利要求3所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的对1.5微米部分反射是指1.5微米光的透过率为1－20%。
5.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，为了使提高激光器的峰值功率和增加转化效率，在谐振腔中插入电光、声光或者被动调Q器件。
6.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体包括：Nd:GdCOB、Nd:YCOB及其Nd:GdYCOB。
7.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体为圆柱形或者长方体，其通光方向的尺寸为1 mm～40 mm。
8.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的掺钕硼酸氧钙盐晶体中Nd的掺杂浓度为0.0001at%—20at%，优选的Nd的掺杂浓度为1at%—10at%。
9.根据权利要求1所述的自光参量振荡激光器，其特征在于，所述的泵浦源优选半导体激光器或氙灯。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107611763A (zh) * 2017-10-18 2018-01-19 山东理工大学 一种基于周期极化Nd:MgO:LiNbO3晶体的自光参量振荡激光器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1237655A (zh) * 1999-06-11 1999-12-08 山东大学 特殊切角的硼酸氧钙稀土盐激光倍频晶体
US20010010700A1 (en) * 1999-02-02 2001-08-02 University Of Central Florida Self-frequency doubled Nd-doped ycob laser
CN102044834A (zh) * 2010-11-17 2011-05-04 山东大学 一种非线性镜自锁模激光器
CN102142653A (zh) * 2011-01-13 2011-08-03 山东大学 Nd:YGG晶体1111nm激光器及在一氧化碳中毒检测中的应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010010700A1 (en) * 1999-02-02 2001-08-02 University Of Central Florida Self-frequency doubled Nd-doped ycob laser
CN1237655A (zh) * 1999-06-11 1999-12-08 山东大学 特殊切角的硼酸氧钙稀土盐激光倍频晶体
CN102044834A (zh) * 2010-11-17 2011-05-04 山东大学 一种非线性镜自锁模激光器
CN102142653A (zh) * 2011-01-13 2011-08-03 山东大学 Nd:YGG晶体1111nm激光器及在一氧化碳中毒检测中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DANIEL VIVIEN ET.: "Nd:GdCOB:overview of its infrared,green and blue laser performances", 《OPTICAL MATERIALS》, 31 December 2001 (2001-12-31) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107611763A (zh) * 2017-10-18 2018-01-19 山东理工大学 一种基于周期极化Nd:MgO:LiNbO3晶体的自光参量振荡激光器

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