CN105811230A - 一种单频或双频绿光和红光微片激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单频或双频绿光和红光微片激光器，包括LD泵浦源、准直聚焦透镜；其特征在于：所述的准直聚焦透镜后的光路上还设有一微片旋转模腔，所述的微片旋转模腔包括依次光胶或深化光胶在一起的前腔镜、激光增益介质、后腔镜；所述的激光增益介质位于准直聚焦透镜的焦点中；所述的前腔镜、后腔镜为1/4波片；所述的前腔镜的光轴与后腔镜的光轴相互平行或相互垂直设置，并分别与激光增益介质的光轴成45°。本发明所述的单频或双频绿光和红光微片激光器具有结构简单合理，易于批量制作等优点。
Description
技术领域
本发明涉及激光领域，特别涉及一种单频或双频绿光和红光微片激光器。
背景技术
单频或双频激光器在激光测量等领域发挥着重要的作用，尤其是He-Ne632.8nm红光激光器作为单频或是双频激光器应用在干涉仪中作为光源，以其不可替代的性能优势长期占据着激光定标、激光编码、激光测量市场中最大的份额。即便如此，He-Ne激光器的一些缺点也是必须要指出的，例如：对50mW输出功率He-Ne激光管，价格很贵，而且尺寸比较大，不利于集成等，这也是推动其他有着同等性能潜力的激光器开发的动力。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高功率、高频率稳定性、低成本、结构简单合理、易于批量制作的单频或双频绿光和红光微片激光器。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种单频或双频绿光和红光微片激光器，包括LD泵浦源、准直聚焦透镜；其特征在于：所述的准直聚焦透镜后的光路上还设有一微片旋转模腔，所述的微片旋转模腔包括依次光胶或深化光胶在一起的前腔镜、激光增益介质、后腔镜；所述的激光增益介质位于准直聚焦透镜的焦点中；所述的前腔镜、后腔镜为1/4波片；所述的前腔镜的光轴与后腔镜的光轴相互平行或相互垂直设置，并分别与激光增益介质的光轴成45°。
优选的，所述的前腔镜的入射面镀有对泵浦光的增透膜和对绿光或红光的高反膜，其出射面镀有光胶膜。
优选的，所述的激光增益介质为Pr:YLF或Pr:Yb:YLF，也可以采用Cr4+：YAG、Yb：YAG、Er：glass、Er：Yb：glass、Nd：YVO4或Nd:YAG等，激光增益介质通光面镀有光胶膜。
优选的，所述的后腔镜的入射面镀有光胶模，出射面镀有对绿光或红光的部分反射膜。
优选的，所述的激光增益介质为Pr:YLF时，所述的LD泵浦源的泵浦波长为444nm；所述的激光增益介质为Pr:Yb:YLF时，所述的LD泵浦源的泵浦波长为845nm。
进一步，当激光增益介质采用Pr:YLF或Pr:Yb:YLF时，由于基质材料的负折射率温度梯度即负透镜效应，后腔镜的出光面制作成凸面，实现对微片激光腔中负透镜效应的补偿作用；或者采用平凹后腔镜的半分离式微片结构。
优选的，所述的准直聚焦透镜通光面镀有对泵浦光的增透膜。
优选的，所述的激光器输出波长为523nm绿光、波长为609nm或638nm红光的单频激光，并且通过微调微片扭转模腔，产生频率劈叉，可以实现两个小频率间隔的绿光或红光双频激光输出；所述的微调微片扭转模腔为微调两个1/4波片光轴之间的相对角度,使其微偏离垂直或者平行。
进一步，所述的微片扭转模腔也可以采用一个1/4波片与一个激光增益介质通过光胶粘贴构成。
采用上述技术方案，本发明所述的单频或双频绿光和红光微片激光器用双1/4波片与激光增益介质光胶或者深化光胶构成扭转模腔，输出波长为523nm绿光或者波长为609nm或638nm红光的单频激光，并且通过微失调扭转模腔进而实现绿光或红光双频激光输出；其结构简单合理，易于批量制作等优点。
附图说明
图1为本发明所述的单频或双频绿光和红光微片激光器结构示意图1；
图2为本发明所述的单频或双频绿光和红光微片激光器结构示意图2。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
实施例1
请参阅图1，本实施例的单频和双频绿光和红光微片激光器，是蓝光LD（对Pr:YLF激光增益介质，泵浦波长为444nm,另一泵浦波长为845nm，用来泵浦Pr:Yb:YLF激光增益介质）泵浦源101输出的泵浦激光经过聚焦透镜102进行聚焦，焦点位于扭转模腔微片的激光增益介质104中，其中前腔镜103为1/4波片，其入射面镀有对泵浦光的增透膜和对微片绿光或红光激光的高反射膜层，而另一面通过光胶或是深化光胶与激光增益介质104粘合；后腔镜105也为1/4波片，其出射面镀有对微片激光的部分反射膜，另一面通过光胶或是深化光胶与激光增益介质104粘合。另外，前腔镜103、后腔镜105的光轴相互平行设置，也可以设置为相互垂直状态，并且分别与增益介质的光轴成45°。由于前腔镜103、后腔镜105的作用，使得微片谐振腔中的往返激光在通过激光增益介质时，纵向的光强经过叠加之后分布不再呈现像单一驻波所表现出的波腹和波谷分布，而是趋于光强一致，从而消除了空间烧孔效应，实现了单纵模微片激光输出。并且，通过微调两个1/4波片光轴之间的相对角度,使其微偏离垂直或者平行，便会产生频率劈叉，可以实现两个频率间隔很小（几百Khz到几百Mhz）的绿光或红光双频激光输出。激光扭转模腔中的增益介质可以选用Pr:YLF或Pr:Yb:YLF或Pr3+:YVO4等，当使用Pr3+:YLF或Pr:Yb:YLF材料时，由于基质材料的负折射率温度梯度即负透镜效应，这时后腔镜105的出光面应制作成凸面，实现对微片激光中负透镜效应的补偿作用；或者采用平凹腔镜式的半分离式结构。注意，腔中可以去掉前腔镜103、或后腔镜105中任意一个，也能实现消空间烧孔效应的扭摆腔结构。
对Pr:YLF晶体而言，激光输出106可以是523nm、607nm、639nm激光，由它产生的波长不是因为倍频，因而不存在绿光噪声问题，这是实现绿光与红光单频激光器最好的材料之一。目前，采用双1/4波片与Nd:YVO4微片化的扭摆腔结构制作的激光器其功率输出已可达500mW并且1.064um单纵模仍非常稳定。同理，Pr:YLF晶体亦可产生523nm、607nm、639nm的稳定单纵模，进而代替He-Ne632.8nm红光激光器。也可以尝试采用1.6W的泵浦源产生500mW的523nm绿光用于激光照明。
实施例2
参阅图2所示，本实施例的单频和双频绿光和红光微片激光器，是单频激光器（或双频激光器）203输出主振荡激光，并注入单频激光器（或双频激光器）204中，可以实现单频或是双频激光器阵列的同步运转；或者是采用同一组大片切下的两片微片制作成的激光器进行相互反馈实现彼此注入锁模，这样可以提高单双频激光的输出功率，提高激光的稳定性。也可以使用低噪声低功率高稳定性的主振荡激光获得低噪声高功率高稳定性输出激光。以上实施方式的基本光路，是单频或双频微片激光器203的出射激光经过全反镜或部分反射镜201将高性能的主振荡激光通过部分反射镜202注入到从单频或双频微片激光器204中，实现激光器的同步运转。另外，如此结构的微片式激光器可以进行级联式操作，实现1个主振荡N个从振荡结构单频或是双频锁模微片激光器；其中单频激光器（或双频激光器）203、204的结构与实施例1的相同，于此不再赘述。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种单频或双频绿光和红光微片激光器，包括LD泵浦源、准直聚焦透镜；其特征在于：所述的准直聚焦透镜后的光路上还设有一微片旋转模腔，所述的微片旋转模腔包括依次光胶或深化光胶在一起的前腔镜、激光增益介质、后腔镜；所述的激光增益介质位于准直聚焦透镜的焦点中；所述的前腔镜、后腔镜为1/4波片；所述的前腔镜的光轴与后腔镜的光轴相互平行或相互垂直设置，并分别与激光增益介质的光轴成45°。
2.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的前腔镜的入射面镀有对泵浦光的增透膜和对绿光或红光的高反膜，其出射面镀有光胶膜。
3.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的激光增益介质为Pr:YLF、Pr:Yb:YLF、Cr4+：YAG、Yb：YAG、Er：glass、Er：Yb：glass、Nd：YVO4或Nd:YAG，所述的激光增益介质通光面镀有光胶膜。
4.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的后腔镜的入射面镀有光胶模，出射面镀有对绿光或红光的部分反射膜。
5.根据权利要求3所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的激光增益介质为Pr:YLF时，所述的LD泵浦源的泵浦波长为444nm；所述的激光增益介质为Pr:Yb:YLF时，所述的LD泵浦源的泵浦波长为845nm。
6.根据权利要求5所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：当激光增益介质采用Pr:YLF或Pr:Yb:YLF时，后腔镜的出光面制作成凸面，或者采用平凹后腔镜的半分离式微片结构。
7.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的准直聚焦透镜通光面镀有对泵浦光的增透膜。
8.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的激光器输出波长为523nm绿光、波长为609nm或638nm红光的单频激光，并且通过微调微片扭转模腔，产生频率劈叉，可以实现两个小频率间隔的绿光或红光双频激光输出；所述的微调微片扭转模腔为微调两个1/4波片光轴之间的相对角度,使其微偏离垂直或者平行。
9.根据权利要求1所述的一种单频或双频绿光和红光微片激光器；其特征在于：所述的微片扭转模腔采用一1/4波片与一个激光增益介质通过光胶粘贴构成。
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Citations (5)
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| US5091912A (en) * | 1990-02-13 | 1992-02-25 | Societe D'applications Generales D'electricite Et De Mecanique Sagem | Laser having two modes at different frequencies |
| CN101299508A (zh) * | 2008-05-30 | 2008-11-05 | 福州高意通讯有限公司 | 一种环形谐振腔激光器 |
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- 2014-12-30 CN CN201410839260.8A patent/CN105811230A/zh active Pending
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