CN204992239U - 一种紧凑型全固态腔内倍频激光器 - Google Patents
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Abstract
一种紧凑型全固态腔内倍频激光器，包括壳体及其内部的泵浦光源、激光晶体、倍频晶体、腔镜和二次反射单元，所述泵浦光源为半导体激光器，所述二次反射单元为两个反射镜或者一个二次反射棱镜。本实用新型技术方案将半导体激光器发射的泵浦激光入射到一个激光晶体上进行泵浦，激光晶体受激发出射的基频激光经过二次反射改变光路，使原光路反转后入射非线性晶体，最后倍频激光由一个腔镜上出射，整个光路中的光学元件排列为“U”形。本技术交底书提出的方案优化了全固态激光器元件排列，同时以激光晶体端面作为前腔镜，并使用了和腔内倍频方式，使激光器更加紧凑，体积更小，方便应用于更多场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及固态激光器技术领域，特别是一种结构紧凑的倍频输出的全固态激光器。
背景技术
全固态激光器（DPSS，DiodePumpedSolidStatelaser）是指以半导体激光器作为泵浦源的固体激光器，相对于只要求工作物质为固体激光材料的传统固体激光器，全固态激光器的激光工作物质、激励源等部分均由固体物质构成，它集中了传统固体激光器和半导体激光器的优势于一身，具有体积相对小、重量轻、效率高、性能稳定、可靠性好、寿命长、易操作、运转灵便（连续/重复率/长/短脉冲）、易智能化、无污染等诸多优点，成为目前最具潜力的新一代激光源之一。
现有全固态激光器还存在结构优化的空间，获得结构更紧凑、体积更小的全固态激光器可进一步拓展其实用空间。
发明内容
本实用新型的目的在于优化现有技术的全固态激光器结构，提供一种结构紧凑的全固态腔内倍频激光器。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种紧凑型全固态腔内倍频激光器，包括壳体及其内部的泵浦光源、激光晶体、倍频晶体、腔镜和二次反射单元，所述泵浦光源为半导体激光器，其出射的泵浦激光自所述激光晶体泵浦端入射，激光晶体受激发后由泵浦端对侧的端面出射基频光，其中：
所述壳体内各元件沿光路排列为“U”形，泵浦光源和激光晶体位于U形的一臂，倍频晶体和腔镜位于U形的另一臂，泵浦光源和腔镜分别位于U形两端头；所述泵浦端端面和腔镜构成谐振腔，所述倍频晶体位于谐振腔内，基频光经倍频晶体后产生的倍频激光自腔镜出射；所述二次反射单元位于U形底，激光晶体出射光路经二次反射单元反射后反转并对准倍频晶体前端。采用U形元件及光路布局，可有效的节省空间，同时，谐振腔一端腔镜采用激光晶体端面节省了元件，采用谐振腔内倍频也使激光器具有更好的整体性，均有助于使结构更加紧凑。
优选的，所述泵浦光源为单模、多模或锁模半导体激光器，其输出方式为连续或脉冲，其输出波段为单频、多频或频率连续可调，常用的半导体激光器
优选的，所述泵浦端端面镀有对泵浦激光高透、基频光高反膜；激光晶体发射端端面镀有对倍频光高反膜；所述腔镜镀有对基频光高反、倍频光高透膜。此时，激光晶体泵浦端和腔镜对基频光高反，形成谐振腔，倍频激光以腔镜作为出射端从谐振腔内出射；激光晶体发射端反射倍频光，防止倍频激光逆向入射至泵浦光源造成损坏。
进一步优选的，所述倍频晶体在光路中的两端端面均镀有对基频光和倍频光高透膜，利于激光透过，减少对谐振的影响，保证倍频光的出射强度。
优选的，所述二次反射单元由第一反射镜和第二反射镜组成。
进一步优选的，所述第一反射镜和第二反射镜均镀有基频光和倍频光的高反膜。
优选的，所述二次反射单元为二次反射棱镜。
进一步优选的，所述二次反射棱镜的两个反射面均镀有基频光和倍频光的高反膜。
本实用新型技术方案将一个半导体激光器发射的激光首先入射到一个激光晶体上进行泵浦，激光晶体受激发出射的基频激光经过二次反射改变光路，使原光路反转并适当偏移后入射非线性晶体，最后倍频激光由一个腔镜上出射。本技术交底书提出的方案优化了全固态激光器结构，使其更加紧凑，体积更小，方便更多场合下的应用。
附图说明
图1为实施例1的全固态激光器结构示意图；
图2为实施例2的全固态激光器结构示意图。
其中：
1：壳体；2：泵浦光源；3：激光晶体；3-1：泵浦端；4-1：第一反射镜；4-2：第二反射镜；4-3：二次反射棱镜；5：倍频晶体；6：腔镜；L1：泵浦激光；L2：倍频激光。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型做进一步说明，以便更好地理解本实用新型。
实施例1
本实施例的整体结构如图1所示，各元件安装在壳体1内，其中：
泵浦光源2使用连续半导体激光器，泵浦激光L1波长为808nm；激光晶体3为Nd:YAG（掺钕钇铝石榴石）晶体；激光晶体3泵浦端3-1镀有对基频1064nm波长高反、对808nm的泵浦激光L1高透膜，激光晶体3泵浦端3-1对侧的端面镀有对532nm高反膜；倍频晶体5使用KTP（KTiOPO4，磷酸钛氧钾）晶体，该KTP晶体的两个端面均镀有对532nm和1064nm波长高透膜；腔镜6镀有对基频1064nm高反、对532nm高透膜；激光晶体3泵浦端3-1端面和腔镜6构成基频激光的谐振腔。
波长808nm泵浦光激发Nd:YAG晶体产生1064nm的红外激光，该1064nm波长激光为基频光，基频光通过KTP倍频晶体后产生532nm波长的连续绿光，该绿光为倍频激光L2，自腔镜6出射；本实用新型技术方案为谐振腔内倍频方式，利用了二阶谐波产生（SHG，Second-HarmonicGeneration）效应生成倍频光，当激光作用到二阶非线性材料时，除了会产生与入射的基频相同频率的光（线性部分），还会产生频率为基频二倍的倍频光和静电场（非线性部分），其中倍频光即为激光器最终输出的激光。
在Nd:YAG晶体和KTP晶体之间设置第一反射镜4-1和第二反射镜4-2，光路中各元件泵浦光源2、Nd:YAG晶体、第一反射镜4-1、第二反射镜4-2、KTP晶体和腔镜6依次排列为“U”形，其中二反射镜位于U形底部，通过二反射镜的两次反射反转Nd:YAG晶体出射光路；为提高光效，二反射镜均镀有对1064nm和532nm的高反射膜。
实施例2
本实施例的基本结构如图2，与实施例1区别为使用二次反射棱镜4-3代替原有的第一反射镜4-1和第二反射镜4-2，其功能一致。在二次反射棱镜4-3的两个反射面上也镀有对1064nm和532nm的高反射膜。
实施本实用新型所用的光学元件不局限于实施例中的所述，根据实际的情况可以依据公知常识添加相应的辅助元件。
本实用新型激光器所涉及的泵浦光源为半导体激光器，可以是单模半导体激光器、多模半导体激光器、锁模半导体激光器；可以是连续激光器，或者脉冲激光器；对波段不做限制；可以是单频激光器，也可以是多频激光器，也可以是波长连续可调谐激光器。
激光晶体可以根据需要选用其它常用激光晶体，如Nd:YVO4（掺钕钒酸钇）晶体、Nd:SVAP（掺钕氟钒酸钮）晶体、Nd:YLF（掺钕氟化锂钇）晶体和Nd:YAP（掺钕铝酸钇）晶体等。
非线性转换晶体也可以根据需要选择，处前述实施例中的KTP晶体，也可以是LBO（LiB3O5，三硼酸锂）晶体、BBO（β-BaB2O4，偏硼酸钡）晶和，PPLN（PeriodicallyPoledLithiumNiobate，周期性极化的铌酸锂）晶体，或者其它适用的非线性转换晶体。
应理解，上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本实用新型的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种紧凑型全固态腔内倍频激光器，包括壳体(1)及其内部的泵浦光源(2)、激光晶体(3)、倍频晶体(5)和腔镜(6)，所述泵浦光源(2)为半导体激光器，其出射的泵浦激光(L1)自所述激光晶体(3)泵浦端(3-1)入射，激光晶体(3)受激发后由泵浦端(3-1)对侧的端面出射基频光，其特征在于：
所述壳体(1)内还包括二次反射单元；其中：
所述壳体(1)内各元件沿光路排列为“U”形，泵浦光源(2)和激光晶体(3)位于U形的一臂，倍频晶体(5)和腔镜(6)位于U形的另一臂，泵浦光源(2)和腔镜(6)分别位于U形两端头；所述泵浦端(3-1)端面和腔镜(6)构成谐振腔，所述倍频晶体(5)位于谐振腔内，基频光经倍频晶体(5)后产生的倍频激光(L2)自腔镜(6)出射；所述二次反射单元位于U形底，激光晶体(3)出射光路经二次反射单元反射后反转并对准倍频晶体(5)前端。
2.根据权利要求1所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述泵浦光源(2)为单模、多模或锁模半导体激光器，其输出方式为连续或脉冲，其输出波段为单频、多频或频率连续可调。
3.根据权利要求1所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述泵浦端(3-1)端面镀有对泵浦激光(L1)高透、基频光高反膜；激光晶体(3)泵浦端(3-1)对侧的端面镀有对倍频光高反膜；所述腔镜(6)镀有对基频光高反、倍频光高透膜。
4.根据权利要求3所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述倍频晶体(5)在光路中的两端端面均镀有对基频光和倍频光高透膜。
5.根据权利要求1至4任一项所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述二次反射单元由第一反射镜(4-1)和第二反射镜(4-2)组成。
6.根据权利要求5所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述第一反射镜(4-1)和第二反射镜(4-2)均镀有基频光和倍频光的高反膜。
7.根据权利要求1至4任一项所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述二次反射单元为二次反射棱镜(4-3)。
8.根据权利要求7所述的紧凑型全固态腔内倍频激光器，其特征在于：所述二次反射棱镜(4-3)的两个反射面均镀有基频光和倍频光的高反膜。
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| CN201520653133.9U CN204992239U (zh) | 2015-08-26 | 2015-08-26 | 一种紧凑型全固态腔内倍频激光器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113675717A (zh) * | 2020-05-14 | 2021-11-19 | 香港理工大学深圳研究院 | 上转换激发单元及其激光器 |
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2015
- 2015-08-26 CN CN201520653133.9U patent/CN204992239U/zh active Active
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