CN104752948B - 一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置及方法，所述装置沿光束传播方向依次设置有光纤耦合输出的半导体激光器、第一非球面透镜、第二非球面透镜、第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体、第三平凹镜、第三非球面透镜、第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜。本发明利用半导体端泵Nd:GdVO₄晶体输出912nm激光，倍频后获得456nm激光作为泵浦源，用于泵浦Pr:YLG晶体并获得639nm橙光输出，解决了Pr:YLF激光器泵浦源相对匮乏的问题，为Pr:YLF激光器提供了一种新式的泵浦源，对于Pr:YLF激光器其他可见光波段激光的输出具有推动作用。

Description

一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的 装置及方法

技术领域

本发明涉及一种Pr:YLF激光器实现639nm激光输出的装置及方法，尤其涉及一种利用456nm激光作为泵浦源实现Pr:YLF 639nm激光输出的装置及方法。

背景技术

Pr:YLF的能级结构允许产生多条可见光谱线的激光跃迁，是一种非常有发展前景的可见光激光晶体。Pr³⁺的吸收峰处于蓝光波段，而蓝光激光本身就是目前激光器的发展方向之一，因此受制于激光泵浦源的制约，Pr³⁺激光器并未得到像Nd³⁺和Yb³⁺激光器那样的快速发展。

发明内容

为了解决目前限制Pr:YLF激光器发展的泵浦源问题，探索多种泵浦波长，本发明提供了一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置及方法，利用Nd:GdVO₄内腔倍频获得的456nm激光泵浦Pr:YLF晶体，实现639nm橙光输出，为实现Pr:YLF激光器的全固化设计提供了一种新思路。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置，沿光束传播方向依次设置有光纤耦合输出的半导体激光器、第一非球面透镜、第二非球面透镜、第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体、第三平凹镜、第三非球面透镜、第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜，所述第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜和第三平凹镜共同组成产生456nm激光的谐振腔，所述第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成产生639nm激光的谐振腔。

利用上述装置实现456nm激光泵浦Pr:YLF晶体获得639nm激光输出的方法，由以下步骤实现：

步骤一、半导体激光器输出的激光由光纤耦合后输出808nm或879nm激光，经第一非球面透镜和第二非球面透镜后聚焦到第一激光晶体中；

步骤二、经由第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体和第三平凹镜组成激光谐振腔，输出456nm激光；

步骤三、456nm激光经第三非球面透镜聚焦到第二激光晶体中；

步骤四、经由第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成激光谐振腔，输出639nm激光。

本发明利用半导体端泵Nd:GdVO₄晶体输出912nm激光，倍频后获得456nm激光作为泵浦源，用于泵浦Pr:YLG晶体并获得639nm橙光输出，解决了Pr:YLF激光器泵浦源相对匮乏的问题，为Pr:YLF激光器提供了一种新式的泵浦源，对于Pr:YLF激光器其他可见光波段激光的输出具有推动作用。

附图说明

图1为本发明利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式提供了一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置，沿光束传播方向依次设置有光纤耦合输出的半导体激光器1、第一非球面透镜2、第二非球面透镜3、第一平面镜4、第一激光晶体5、第一平凹镜8、第二平凹镜6、倍频晶体7、第三平凹镜9、第三非球面透镜10、第二平面镜11、第二激光晶体12和第四平凹镜13。

本实施方式中，所述的光纤耦合输出的半导体激光器输出波长可以是808nm，也可以是879nm。

本实施方式中，所述的第一非球面透镜和第二非球面透镜共同作用下将半导体激光器输出的光斑聚焦到第一激光晶体中。

本实施方式中，所述的第一平面镜，入射面镀对808nm和879nm的增透膜，另一面镀对808nm、879nm、1064nm、1342nm的增透膜和对912nm的高反膜。

本实施方式中，所述的第一激光晶体是Nd:GdVO₄激光晶体，Nd³⁺掺杂浓度0.2at.%，长度5mm。

本实施方式中，所述的第一平凹镜、第二平凹镜和第三平凹镜，各自的曲率半径分别为200mm、100mm和300mm；第一平凹镜和第二平凹镜的凹面均镀对912nm的高反膜，第三平凹镜的凹面沿光路传播方向镀对912nm的高反膜和对456nm的增透膜，其平面镀对456nm的增透膜。

本实施方式中，所述的倍频晶体为BiB₃O₆晶体，长15mm，采用第I类临界相位匹配方式工作。

本实施方式中，所述的第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜和第三平凹镜共同组成产生456nm激光的谐振腔，谐振腔长度600mm，912nm激光在腔内倍频晶体的作用下，从第三平凹镜平面端输出456nm激光。

本实施方式中，所述的第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成产生639nm激光的谐振腔，谐振腔长度30mm。第二平面镜沿光路传播方向镀对456nm的增透膜和对639nm的高反膜，第四平凹镜凹面镀对639nm的部分透过率膜，透过率为10%，平面镀对639nm的增透膜。

本实施方式中，所述的第二激光晶体是Pr:YLF晶体，Pr³⁺掺杂浓度1.0at%，长度5mm。

具体实施方式二：本实施方式利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的方法，由以下步骤实现：

步骤一、半导体激光器输出的激光由光纤耦合后输出808nm（或879nm）激光，经第一非球面透镜和第二非球面透镜后聚焦到第一激光晶体中；

步骤二、第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体和第三平凹镜组成激光谐振腔，输出456nm激光；

步骤三、456nm激光经第三非球面透镜聚焦到第二激光晶体中；

步骤四、第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成激光谐振腔，输出639nm激光。

Claims (2)

1.一种利用456nm全固态激光泵浦Pr:YLF实现639nm激光输出的装置，其特征在于所述装置沿光束传播方向依次设置有光纤耦合输出的半导体激光器、第一非球面透镜、第二非球面透镜、第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体、第三平凹镜、第三非球面透镜、第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜，所述第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜和第三平凹镜共同组成产生456nm激光的谐振腔，所述第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成产生639nm激光的谐振腔；所述光纤耦合输出的半导体激光器输出波长为808nm或879nm；所述第一平面镜的入射面镀对808nm和879nm的增透膜，另一面镀对808nm、879nm、1064nm、1342nm的增透膜和对912nm的高反膜；所述第一激光晶体是Nd:GdVO4激光晶体，Nd3+掺杂浓度0.2at.%，长度5mm；所述第一平凹镜、第二平凹镜和第三平凹镜各自的曲率半径分别为200mm、100mm和300mm；第一平凹镜和第二平凹镜的凹面均镀对912nm的高反膜，第三平凹镜的凹面镀对912nm的高反膜和对456nm的增透膜，其平面镀对456nm的增透膜；所述倍频晶体为BiB3O6晶体，长15mm，采用第I类临界相位匹配方式工作；所述产生456nm激光谐振腔的长度为600mm，产生639nm激光谐振腔的长度为30mm；所述第二平面镜镀对456nm的增透膜和对639nm的高反膜，第四平凹镜凹面镀对639nm的部分透过率膜，透过率为10%，平面镀对639nm的增透膜；所述第二激光晶体是Pr:YLF晶体，Pr3+掺杂浓度1.0at%，长度5mm。

2.一种利用权利要求1所述装置实现639nm激光输出的方法，其特征在于所述方法由以下步骤实现：

步骤一、半导体激光器输出的激光由光纤耦合后输出808nm或879nm激光，经第一非球面透镜和第二非球面透镜后聚焦到第一激光晶体中；

步骤二、经由第一平面镜、第一激光晶体、第一平凹镜、第二平凹镜、倍频晶体和第三平凹镜组成激光谐振腔，输出456nm激光；

步骤三、456nm激光经第三非球面透镜聚焦到第二激光晶体中；

步骤四、经由第二平面镜、第二激光晶体和第四平凹镜共同组成激光谐振腔，输出639nm激光。