CN1233869A - 一种自锁模激光器 - Google Patents
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Abstract
一种自锁模激光器,涉及光电子技术领域,特别是涉及激光器领域。它采用脉冲激光器泵浦自锁模激光器实现自锁模,免去了相对庞大的连续激光器,输出单脉冲能量高,输出锁模脉冲的脉宽和连续激光器泵浦时的水平相当,同时实现激光器自锁模的自启动。
Description
本发明涉及光电子技术领域，特别是涉及激光器领域。
目前世界上包括钛宝石激光器，Cr:LiSAF激光器，Cr:YAG激光器，掺铬镁橄榄石激光器等所实现的自锁模均是采用连续激光器泵浦实现的(“60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti:sapphire laser”,Opt.Lett.,1991,16:42,D.E.Spence,P.N.Kean,W.Sibbett)，因此是连续状态下的自锁模。这种类型的自锁模激光器产生的单脉冲能量极小，如果单脉冲能量需要放大，放大级又需要采用脉冲激光器泵浦，这使得啁啾脉冲放大系统复杂化(“1.1-J,120-fs laser system based on Nd:glass pumped Ti:sapphire”,Opt.Lett.,1996,8:603,J.Bonlie,D.F.Price,W.E.White)。
本发明的目的就在于在脉冲激光器泵浦下实现自锁模，可以免去相对庞大的连续激光器，同时输出单脉冲能量高。
实现本发明的技术方案是，脉冲激光器1产生的泵浦光经聚焦系统2聚焦于激光介质7上。自锁模激光器是由球面反射镜3、4，平面反射镜5、6组成的Z字型四镜折叠激光腔，其中平面反射镜6是有部分透射的输出镜。自锁模需要通过调整聚焦系统2和激光介质7的距离，以及球面反射镜3、4和激光介质7的距离而获得。
出于脉冲自锁模激光器空间紧凑性的考虑，也可以把上述自锁模激光器排布成X字型四镜折叠腔。
为了获得两路同步的超短脉冲输出，一路输出作为泵浦信号，另一路作为探测信号，可以把上述自锁模激光器设计成环形腔自锁模激光器。
某些激光介质的非线性折射率太小，自身的自聚焦效应不足以实现自锁模，或者能够实现自锁模，但自锁模难以自启动，均可采用非线性折射率较大的辅助非线性介质实现自锁模的自启动，可以把非线性折射率较大的非线性介质10置于上述自锁模激光器的球面反射镜8、9之间，形成一个小共焦腔，整个自锁模激光腔变成由球面反射镜3、4、8、9和平面反射镜5、6组成的六镜折叠腔。
脉冲激光器1可采用电光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器，或者声光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器，或者采用输出波长为670nm的半导体激光器。
激光介质7可采用掺钛蓝宝石，或者是Cr:LiSAF，或者是Cr:LiSGAF。
本发明用脉冲激光器替代相对庞大的连续激光器作为泵浦源实现自锁模，自锁模激光器输出单脉冲能量高。
现对附图作简要说明：图1是脉冲激光器泵浦的Z字型自锁模激光器示意图；图2是脉冲激光器泵浦的X字型自锁模激光器示意图；图3是脉冲激光器泵浦的环形腔自锁模激光器示意图；图4是脉冲激光器泵浦的六镜腔自启动自锁模激光器示意图；
实施例1，如图1所示，脉冲激光器1采用电光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器，激光介质7采用掺钛蓝宝石，Nd:YAG倍频激光器发出的激光束经过聚焦系统2泵浦由3、4、5、6四镜组成的Z字型自锁模激光器，其中3、4是球面反射镜，用以在激光介质7内形成激光束腰，产生较大的光功率密度，从而获得较强的自聚焦效应以形成自锁模，输出镜6镀部分反射膜，从输出镜6输出一较宽的脉冲包络，仔细调整聚焦系统2和激光介质7的距离以及球面反射镜3、4和激光介质7之间的距离，可以发现输出包络中排列着整齐的锁模脉冲序列。
实施例2，如图2所示，山于空间合理性考虑，自锁模激光器被排布成X字型四镜折叠腔。脉冲激光器1采用输出波长为670nm的半导体激光器，激光介质7采用Cr:LiSAF，仍然从输出镜6输出整齐的锁模脉冲序列。
实施例3，如图3所示，脉冲激光器泵浦环形腔自锁模激光器时，输出镜6既能输出顺时针方向的自锁模脉冲序列，又能输出逆时针方向的自锁模脉冲序列，甚至还能输出两个方向的自锁模脉冲序列。当两个方向的锁模脉冲序列同时输出时，一路信号可以作为探测用，另一路信号可以作为泵浦用，可用于精确测量光致荧光。脉冲激光器1采用声光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器，激光介质7采用掺钛蓝宝石。
实施例4，如图4所示，在自锁模激光器腔内再安排一个小共焦腔，由球面反射镜8、9和非线性折射率较大的非线性介质10组成，非线性介质10虽然不作为激光介质，但是它使非线性折射率较小的激光介质7易于实现自锁模，或者使非线性折射率较大的激光介质的自锁模容易自启动，脉冲激光器1采用输出波长为670nm的半导体激光器，激光介质7是Cr:LiSGAF。
Claims (10)
1．一种自锁模激光器，由脉冲激光器(1)，聚焦系统(2)，球面反射镜(3)、(4)，平面反射镜(5)、(6)和激光介质(7)组成，其特征在于采用脉冲激光器泵浦Z字型四镜折叠腔实现自锁模，获得超短脉冲输出。
2．一种自锁模激光器，由脉冲激光器(1)，聚焦系统(2)，球面反射镜(3)、(4)，平面反射镜(5)、(6)和激光介质(7)组成，其特征在于采用脉冲激光器泵浦X字型四镜折叠腔实现自锁模，获得超短脉冲输出。
3．一种自锁模激光器，由脉冲激光器(1)，聚焦系统(2)，球面反射镜(3)、(4)，平面反射镜(5)、(6)和激光介质(7)组成，其特征在于采用脉冲激光器泵浦环形腔实现自锁模，获得超短脉冲输出。
4．一种自锁模激光器，由脉冲激光器(1)，聚焦系统(2)，球面反射镜(3)、(4)，平面反射镜(5)、(6)，激光介质(7)，球面反射镜(8)、(9)以及非线性介质(10)组成，其特征在于采用脉冲激光器泵浦六镜折叠腔实现易于自启动的自锁模，获得超短脉冲输出。
5．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的脉冲激光器(1)是电光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器。
6．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的脉冲激光器(1)是声光调Q纳秒Nd:YAG倍频激光器。
7．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的脉冲激光器(1)是输出波长为670nm的半导体激光器。
8．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的激光介质(7)是掺钛蓝宝石。
9．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的激光介质(7)是Cr:LiSAF。
10．如权利要求1至4所述的自锁模激光器，其特征在于所说的激光介质(7)是Cr:LiSGAF。
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1998
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