CN103311787A - 一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 - Google Patents
一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103311787A CN103311787A CN2013102130575A CN201310213057A CN103311787A CN 103311787 A CN103311787 A CN 103311787A CN 2013102130575 A CN2013102130575 A CN 2013102130575A CN 201310213057 A CN201310213057 A CN 201310213057A CN 103311787 A CN103311787 A CN 103311787A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- crystal
- laser
- doubling
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 159
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 8
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N zinc;1-oxidopyridine-2-thione Chemical class [Zn+2].[O-]N1C=CC=CC1=S.[O-]N1C=CC=CC1=S PICXIOQBANWBIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明提供一种腔内倍频微片激光器，包括按通光方向上依次排列半导体泵浦激光器、耦合透镜、激光晶体及倍频晶体，所述激光晶体前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜，所述倍频晶体后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜，所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜，所述激光晶体和倍频晶体之间且位于通光口径外的两侧区域分别设有一根去除涂覆层后的裸纤，该两裸纤将激光晶体及倍频晶体两平面等间距隔离开，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构。本发明还提供了上述激光器的制备方法，在实现小尺寸的同时还能提高出光功率及改善光斑质量，且成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种腔内倍频微片激光器。
背景技术
如图1所示，通常腔内倍频微片激光器由半导体激光器1’、耦合透镜2’、激光晶体3’、倍频晶体4’组成，其中激光晶体3’与倍频晶体4’被加工成高精度平行平片，并且在激光晶体3’前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔的前腔镜5’。在倍频晶体4’后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜6’。再将激光晶体3’及倍频晶体4’未镀膜的面用光胶、深化光胶或胶合的方法粘合成一个整体。
这种腔内倍频微片激光器的特点是用光胶或深化光胶或胶合的方法将激光晶体平片与倍频晶体平片粘接成一体微片激光器。其缺点在于，如果采用胶合的办法将激光晶体与倍频晶体粘接成一体，在较高出光功率运转情况下，因腔内基频光光功率密度很大，使得胶合层中的胶在很短的时间内变质退化，由此胶合层带来的损耗也跟着增大，因此限制了微片激光器的出光功率及使用寿命。如果采用光胶、深化光胶将激光晶体与倍频晶体粘合成一体的办法，虽然不存在着胶合层的变质退化，但因其粘合强度的限制，在制造过程或使用过程中存在着开胶的情况，并且还因为激光晶体及倍频晶体材质不同，热膨胀系数不同，用此类方法强行粘接在一起，使得使用过程中热应力急剧增大，最终影响到其激光腔的稳定性，从而限制了出光功率及光斑质量。
为了克服以上的缺点，通常的办法一是将激光晶体与倍频晶体分立，不再粘接，并通过精密的调节机构将激光晶体平片与倍频晶体平片调节到其平行度小于10秒以内并用胶将两晶体的侧面固定在一载体上，做成分立的平平腔结构。此法的缺点在于，为了使如此高精度的调整成为可能，一方面需要将晶体尺寸做大，以方便夹持，另一方面需要花费大量的时间，做微细的平平腔调节，直至最佳的出光状态，因此该方法即费晶体物料也费人力工时。
通常办法二是使用加工精密的平行度小于10秒的中间带孔的圆形或方形玻璃或晶体垫片将镀了腔镜膜的激光晶体与倍频晶体分开，做成分立的平平腔结构的激光器。用此方法的缺点在于加工中间带孔的圆形或方形玻璃或晶体垫片工艺复杂，成本高昂，并且因垫片需要较大的径向空间尺寸，从而使激光晶体及倍频晶体需要加大径向空间尺寸，也浪费了材料。
通常办法三是将激光晶体，倍频晶体分开，不再粘接，并引入额外的平凹腔镜，做成分立的平凹腔结构的激光器。此法虽然较容易调节及装配，但因采用额外的平凹腔镜，一方面增大了体积，另一方面也增加了成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种腔内倍频微片激光器，在实现小尺寸的同时与通常的微片激光器相比，能极大程度地提高出光功率及改善光斑质量，且成本低。
本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种腔内倍频微片激光器，包括按通光方向上依次排列半导体泵浦激光器、耦合透镜、激光晶体及倍频晶体，所述激光晶体前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜，所述倍频晶体后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜，所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜，所述激光晶体和倍频晶体之间且位于通光口径外的两侧区域分别设有一根去除涂覆层后的裸纤，该两裸纤将激光晶体及倍频晶体两平面等间距隔离开，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种腔内倍频微片激光器的制备方法，在实现小尺寸的同时与通常的微片激光器相比，能极大程度地提高出光功率及改善光斑质量，且成本低。
本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种腔内倍频微片激光器的制备方法，包括
步骤10、将激光晶体与倍频晶体加工成高精度平行平片；
步骤20、在激光晶体前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜，在倍频晶体后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜；
步骤30、将所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜；
步骤40、将激光晶体及倍频晶体镀对基频光增透膜的一面相向放置，并在通光口径外的两侧区域用两根裸纤作为空间隔离体，将激光晶体及倍频晶体两平面等间距隔离开，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构；
其中，所述步骤20和步骤30不分先后顺序。
本发明具有如下优点：采用本发明的微片激光器结构，具有以下的优势：
1、与通常粘接型微片激光器相比，激光晶体与倍频晶体不再直接粘接在一起，为分立平平腔结构。有效克服了用光胶或深化光胶粘接激光晶体及倍频晶体，在较高功率运转下，因不同材料热膨胀系数不一致产生的热应力，最终导致开胶失效或腔镜变形产生的光斑质量不良的现象。也有效克服了采用胶合的方法，在较高功率运转下胶层的老化而导致微片激光器失效。从而使得微片激光器也能运转在较高的输出功率范畴，最高可达1000豪瓦，远远超出通常微片激光器最高输出100豪瓦的功率。
2、由于采用裸纤作为激光晶体与倍频晶体间隙隔离物，无需精密调节，就能很好地保证了激光晶体与倍频晶体两腔镜平面的平行度（其平行度可达10秒以内），其效果与粘合微片激光器相同，实现了激光晶体与倍频晶体分立的平平腔结构。同其它精密加工的光学垫片相比，其无需特别加工，并且其芯径很小，基本上也不占用激光晶体及倍频晶体的有效通光孔径，因此能很容易做小尺寸的目的，即节省了加工光学垫片相比的成本，也节省了晶体物料成本，同时也减小了调整的工时。同分立的平凹腔镜结构相比，因不需要用到平凹腔镜，从而大大简化了激光腔体结构，分立结构的体积，也减小了分立结构所需的腔镜，从而降低了成本。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为传统腔内倍频微片激光器组成结构示意图。
图2为本发明腔内倍频微片激光器组成结构示意图。
图3至图6为本发明腔内倍频微片激光器制备方法操作过程的状态示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的腔内倍频微片激光器，包括按通光方向上依次排列半导体泵浦激光器1、耦合透镜2、激光晶体3及倍频晶体4，所述激光晶体3前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜31，所述倍频晶体4后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜41，所述激光晶体3的后端面镀制对基频光的增透膜32，倍频晶体4的前端面镀制对基频光的增透膜42，所述激光晶体3和倍频晶体4之间且位于通光口径外的两侧区域分别设有一根去除涂覆层后的裸纤5（去除涂覆层后的裸纤：为“纤芯+包层”两部分，石英材质，直径为125微米，去除涂覆层后即可得到），该两裸纤5将激光晶体3及倍频晶体4两平面等间距隔离开，从而使激光晶体3与倍频晶体4形成分立的平平腔结构。所述激光晶体3与倍频晶体4的四个侧面分别用胶粘有加固用的载波片6。其中，为保证两裸纤5的直径保持较高的一致性，所述两裸纤5可以从同一根光纤相邻位置截下。
本发明的腔内倍频微片激光器的制备方法，包括
步骤10、将激光晶体3与倍频晶体4加工成高精度平行平片；
步骤20、在激光晶体3前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜31，在倍频晶体4后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜41；
步骤30、将所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜32和42；
步骤40、将激光晶体及倍频晶体镀对基频光增透膜的一面相向放置，并在通光口径外的两侧区域用两根裸纤5作为空间隔离体，将激光晶体3及倍频晶体4两平面等间距隔离开，从而使激光晶体3与倍频晶体4形成分立的平平腔结构；
步骤50、在所述激光晶体3与倍频晶体4的四个侧面分别用胶粘有加固用的载波片6。
其中，所述步骤20和步骤30不分先后顺序。
下面参照图2至图6结合实施例对本发明作进一步的说明：
第一步：如图3所示，将激光晶体3与倍频晶体4加工成长条形平行平片，镀膜；
(1)、材质及平片加工
激光晶体ND：YVO4，Nd3+浓度3%，尺寸1x1.5x0.5；
倍频晶体KTP或PPLN,尺寸1x1.5x2；
激光晶体及倍频晶体平片平行度优于5秒，光洁度10-5；
(2)、表面镀膜
激光晶体3前端面(入射面)镀对基频光(1064nm)及倍频光(532nm)的光高反(反射率大于99.8%)的薄膜，后端面镀对基频光增透的薄膜(反射率小于0.1%)
倍频晶体4后端面(出射面)镀对基频光(1064nm)高反(反射倍频晶体后端面(出射面)镀对基频光(1064nm)高反(反射率大于99.8%)及倍频光高透(透过率大于95%)的薄膜，前端面镀对基频光增透的薄膜(反射率小于0.1%)；
第二步：如图4所示，将激光晶体平片激光腔镜（前腔镜31）的一面朝下、镀增透薄膜32的一面朝上放置在平面操作台；
第三步：将两根去除涂覆层的裸纤长条5，粘上紫外胶，平行放置于激光晶体3上表面，并往两侧边靠齐；因裸纤直径很小（0.125毫米），放在晶体两侧，几乎不占用微片激光器的有效通光孔径；
第四步：如图5所示，再将倍频晶体4放置于裸纤5上，镀增透薄膜42的一面对着激光晶体3，加压，使激光晶体2、倍频晶体4分别与两根裸纤5保持紧密接触状态；
第五步：用紫外灯固化；
第六步：如图6所示，两粘接后的晶体四个侧面用载玻片6（玻璃平片、硅平或金属平片）粘接加固侧面加固，一方面可以加强机械强度，提高可靠性，另一方面可以加强散热，以达到高输出光率的目的；
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种腔内倍频微片激光器，包括按通光方向上依次排列半导体泵浦激光器、耦合透镜、激光晶体及倍频晶体，所述激光晶体前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜，所述倍频晶体后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜，其特征在于：所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜，所述激光晶体和倍频晶体之间且位于通光口径外的两侧区域分别设有一根去除涂覆层后的裸纤，该两裸纤将激光晶体及倍频晶体两平面等间距隔离开，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构。
2.根据权利要求1所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于：所述激光晶体与倍频晶体的四个侧面分别用胶粘有加固用的载波片。
3.根据权利要求1或2所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于：所述两裸纤是从同一根光纤相邻位置截下的。
4.一种腔内倍频微片激光器的制备方法，其特征在于：包括
步骤10、将激光晶体与倍频晶体加工成高精度平行平片；
步骤20、在激光晶体前端面镀制基频光及倍频光的高反射率的薄膜，作为激光腔前腔镜，在倍频晶体后端面镀制对基频光高反射率，对倍频光高透过率的薄膜，作为激光腔的后腔镜；
步骤30、将所述激光晶体的后端面和倍频晶体的前端面镀制对基频光的增透膜；
步骤40、将激光晶体及倍频晶体镀对基频光增透膜的一面相向放置，并在通光口径外的两侧区域用两根裸纤作为空间隔离体，将激光晶体及倍频晶体两平面等间距隔离开，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构；
其中，所述步骤20和步骤30不分先后顺序。
5.根据权利要求4所述的一种腔内倍频微片激光器的制备方法，其特征在于：所述步骤40具体是：将两根去除涂覆层的裸纤长条，粘上紫外胶，平行放置于激光晶体上表面，并往两侧边靠齐；再将倍频晶体放置于裸纤上，使镀增透薄膜的一面对着激光晶体，加压，使激光晶体、倍频晶体分别与两根裸纤保持紧密接触状态；再用紫外灯固化，从而使激光晶体与倍频晶体形成分立的平平腔结构。
6.根据权利要求4或5所述的一种腔内倍频微片激光器的制备方法，其特征在于：还包括
步骤50、在所述激光晶体与倍频晶体的四个侧面分别用胶粘接加固用的载波片。
7.根据权利要求6所述的一种腔内倍频微片激光器的制备方法，其特征在于：所述两裸纤是从同一根光纤相邻位置截下的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013102130575A CN103311787A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013102130575A CN103311787A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103311787A true CN103311787A (zh) | 2013-09-18 |
Family
ID=49136720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013102130575A Pending CN103311787A (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103311787A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108736307A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 中国科学院电子学研究所 | 腔内倍频中远红外激光器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479431A (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-26 | Spectra-Physics Laserplane, Inc. | Solid-state laser with active etalon and method therefor |
| JP2007299962A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Covalent Materials Corp | 薄ディスクレーザ装置 |
| CN101814688A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-08-25 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器 |
| CN102237630A (zh) * | 2010-04-28 | 2011-11-09 | 北京中视中科光电技术有限公司 | 激光谐振腔、固体激光器以及激光谐振腔的制造方法 |
| CN203367741U (zh) * | 2013-05-31 | 2013-12-25 | 福建华科光电有限公司 | 一种腔内倍频微片激光器 |
-
2013
- 2013-05-31 CN CN2013102130575A patent/CN103311787A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479431A (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-26 | Spectra-Physics Laserplane, Inc. | Solid-state laser with active etalon and method therefor |
| JP2007299962A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Covalent Materials Corp | 薄ディスクレーザ装置 |
| CN101814688A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-08-25 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器 |
| CN102237630A (zh) * | 2010-04-28 | 2011-11-09 | 北京中视中科光电技术有限公司 | 激光谐振腔、固体激光器以及激光谐振腔的制造方法 |
| CN203367741U (zh) * | 2013-05-31 | 2013-12-25 | 福建华科光电有限公司 | 一种腔内倍频微片激光器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108736307A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-02 | 中国科学院电子学研究所 | 腔内倍频中远红外激光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS62139504A (ja) | 光フアイバを集積光学装置に結合する結合器 | |
| US5981360A (en) | Assembly procedure for two structures and apparatus produced by the procedure applications to microlasers | |
| FR2552235A1 (fr) | Coupleur a prisme et son procede de fabrication | |
| US20100129647A1 (en) | Method of Weldbonding and a Device Comprising Weldbonded Components | |
| CN211506095U (zh) | 一种铌酸锂薄膜电光调制器 | |
| US20140348463A1 (en) | Optical device and method for manufacuturing the optical device | |
| US4976506A (en) | Methods for rugged attachment of fibers to integrated optics chips and product thereof | |
| CN203367741U (zh) | 一种腔内倍频微片激光器 | |
| CN103311787A (zh) | 一种腔内倍频微片激光器及其制备方法 | |
| US7522788B2 (en) | Optical module and method of manufacturing the same | |
| CN104103999A (zh) | 一种光纤耦合微片激光器 | |
| CN101464535A (zh) | 一种标准具及其制作方法 | |
| KR101104133B1 (ko) | 유연한 파이버 모듈, 이를 이용한 파장 가변 소자 패키지 및 이들의 제조방법 | |
| US5146522A (en) | Methods for rugged attachment of fibers to integrated optics chips and product thereof | |
| CN105158848A (zh) | 一种玻璃基底的多模波导阵列耦合结构及其制作方法 | |
| JP2003195031A (ja) | エアギャップ型エタロンフィルタとその製造方法 | |
| JP2000066062A (ja) | 並列伝送モジュ―ル | |
| CN105116499A (zh) | 一种基于多模平面光波导耦合的并行光模块 | |
| JPH0868917A (ja) | 光導波路と光ファイバーとの接合方法及び光導波路型デバイス | |
| CN102082393B (zh) | 一种半导体激光器双弧面镀膜光纤整形方法 | |
| WO2000022467A1 (fr) | Coupleur permettant de coupler un substrat guide d'onde optique a un element de fixation de fibre optique | |
| CN117250696A (zh) | 基于压电单晶逆压电效应的高速法布里珀罗可调滤波器 | |
| JPH0215228A (ja) | 光ファイバ型ファブリペロー共振器 | |
| JP6892198B2 (ja) | フッ化マグネシウム結晶体の接合方法 | |
| US20140056323A1 (en) | Optical device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130918 |