CN103022872A - 10w级皮秒脉冲激光振荡器系统 - Google Patents

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李平雪
池俊杰
杨春
赵自强
刘冬羽
胡浩伟
张光举
姚毅飞
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Beijing University of Technology
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Abstract

本发明涉及激光技术领域，具体是指一种10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，包括泵浦光源和谐振腔，所述谐振腔沿光路依次包括输出镜、第一平凹镜、平面镜、第二平凹镜、第三平凹镜和半导体可饱和吸收镜，在所述平面镜和所述第二平凹镜之间还设有增益介质，所述泵浦光源依次由半导体激光器、泵浦光准直镜和泵浦光聚焦镜构成。本发明采用新型的类W型腔设计，实现了十瓦级高功率皮秒脉冲激光振荡器的稳定锁模运转；此外，本发明采用了超大稳区空间的对称共焦式腔型设计结构，有效补偿了高功率泵浦下的热透镜效应，热稳定性较好。

Description

10W级皮秒脉冲激光振荡器系统
技术领域
本发明涉及激光技术领域，具体是指一种10W级皮秒脉冲激光振荡器系统。
背景技术
目前，由于超短脉冲激光广泛的应用，超短脉冲激光是激光领域最活跃的研究方向之一。但传统的超短脉冲激光器不仅技术复杂，而且多数需要采用特殊的泵浦源，导致这类激光器件较贵，只能局限于一些专门特殊的实验。因此，发展可用半导体激光直接泵浦的超短脉冲激光技术具有重要意义。
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种可克服上述缺陷的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其具有结构简单、稳定性好、输出功率高等特点。
为实现上述目的，本发明提供一种皮秒激光振荡器系统，包括泵浦光源和谐振腔，所述谐振腔沿光路依次包括输出镜、第一平凹镜、平面镜、第二平凹镜、第三平凹镜和半导体可饱和吸收镜，在所述平面镜和所述第二平凹镜之间还设有增益介质。
优选地，所述增益介质为Nd：YVO4晶体。
优选地，所述泵浦光源依次由半导体激光器、泵浦光准直镜和泵浦光聚焦镜构成。
优选地，所述第一平凹镜的曲率半径为600nm。
优选地，所述第二平凹镜的曲率半径为500nm。
优选地，所述第三平凹镜的曲率半径为400nm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明采用新型的类W型腔设计，实现了十瓦级高功率皮秒脉冲激光振荡器的稳定锁模运转；
2、采用了超大稳区空间的对称共焦式腔型设计结构，有效补偿了高功率泵浦下的热透镜效应，热稳定性较好；
3、整个激光振荡器设计为单路输出，相对于常见的两路输出，效率更高，更适用于工业加工生产；
4、采用长焦凹面反射镜，并合理设腔内主要参数，降低了高功率泵浦下腔内激光对半导体可饱和吸收镜的损伤，因此获得10.5W的高功率稳定锁模输出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
主要符号说明如下：
1-输出镜                  2-第一平凹镜
3-半导体激光器            4-泵浦光源准直镜
5-泵浦光源聚焦镜          6-平面镜
7-增益介质                8-第二平凹镜
9-第三平凹镜              10-半导体可饱和吸收镜
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统包括泵浦光源和谐振腔，谐振腔沿光路依次包括输出镜1、第一平凹镜2、平面镜6、第二平凹镜8、第三平凹镜和9半导体可饱和吸收镜10，在平面镜6和第二平凹镜8之间还设有增益介质7。泵浦光源依次由半导体激光器3、泵浦光准直镜4和泵浦光聚焦镜5构成。在本发明的一个优选实施例中，增益介质7为Nd：YVO4晶体。
Nd:YVO4晶体具有非常优异的激光性能，它的主要特点是：在1064  nm处的受激辐射截面是其它晶体的5倍，易于获得大的增益；位于808nm附近有宽的吸收带，可以降低对泵浦源线宽的要求，因此非常适合采用LD来泵浦。另外，在生长过程中Nd3+的分凝系数高达0.6，可以获得高浓度的Nd:YVO4单晶，所以Nd:YVO4可以用作紧凑、高效激光光源。对于皮秒量级的脉冲激光，可以不用展宽而直接通过CAP系统放大到mJ量级
本发明的一个实施例工作原理如下：泵浦808nm半导体激光器3通过心径400μm，数值孔径为0.22的尾纤输出，LD最大电流42A时对应泵浦808nm激光最大输出功率27.8W。泵浦808nm激光经过两个焦距均为25mm的泵浦光源准直镜4和泵浦光源聚焦镜5后，耦合进增益介质7中，进而泵浦能量就注入到谐振腔内。谐振腔是由1064nm激光透过率为10%的输出镜1和锁模原件半导体可饱和吸收镜10作为腔镜，曲率半径600mm的1064nm激光高反的第一平凹镜2、808nm激光高透1064nm高反的平面镜6、曲率半径500mm的1064nm激光高反的第二平凹镜8和曲率半径400mm的1064nm激光高反的第三平凹镜9作为反射镜构成的。经过精细的调节腔内各原器件，当泵浦808nm半导体激光器3输出电流为23A时实现稳定锁模，继续增加泵浦输出电流至42A，泵浦输出功率为27.8W时，从输出镜1输出1064nm激光10.5W，此时锁模仍然稳定不变，并且可以长时间工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，包括泵浦光源和谐振腔，其特征在于，所述谐振腔沿光路依次包括输出镜、第一平凹镜、平面镜、第二平凹镜、第三平凹镜与半导体可饱和吸收镜，在所述平面镜和所述第二平凹镜之间还设有增益介质。
2.根据权利要求1所述的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其特征在于，所述增益介质为Nd：YVO4晶体。
3.根据权利要求1或2所述的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其特征在于，所述泵浦光源半导体激光器、泵浦光准直镜和泵浦光聚焦镜构成。
4.根据权利要求1所述的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其特征在于，所述第一平凹镜的曲率半径为600nm。
5.根据权利要求1所述的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其特征在于，所述第二平凹镜的曲率半径为500nm。
6.根据权利要求1所述的10W级皮秒脉冲激光振荡器系统，其特征在于，所述第三平凹镜的曲率半径为400nm。
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C12 Rejection of a patent application after its publication
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