CN209282604U - 基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器 - Google Patents
基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器 Download PDFInfo
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Abstract
基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，采用MoO3可饱和吸收体，利用808nm连续光泵浦Nd:YVO4晶体，输出1064nm连续光，依次经过平面镜、平凹镜、MoO3可饱和吸收体以及PPLN晶体，最终获得了具有高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm脉冲激光。本实用新型所采用的MoO3可饱和吸收体在532nm的激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，可获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的绿光脉冲激光的光束质量高，并且该激光器制备工艺简单，成本低廉，具有可控的调制深度，可广泛应用于激光器领域。
Description
技术领域
本实用新型属于脉冲激光器技术领域，具体涉及一种基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器。
背景技术
传统的可饱和吸收体主要有半导体可饱和吸收镜（SESAMs）、碳纳米管（CNTs）和石墨烯（Graphene）等。SESAMs的制作工艺较为复杂，生产成本比较高以及可饱和吸收光谱范围较窄，极大限制了其在激光器领域的应用。虽然CNTs和Graphene的制备成本相对较为低廉，且可饱和吸收光谱范围宽，但在制备过程中参数具有一些不可控性，比如：Graphene的层数均匀性、CNTs的直径等。此外，由于石墨烯的零带隙效应特性，无法实现半导体逻辑开关，因此大大限制了其在半导体领域和光电领域的应用。近年来，具有非线性吸收特性的新型二维纳米片薄膜材料MoO3被用来制备成可饱和吸收体。MoO3纳米材料属于n型半导体，其能带间隙为2.39~2.90eV，且具有良好的可饱和吸收特性、调制深度可控、制备工艺简单、材料价格低廉等优点。此外，MoO3材料还具有耐腐蚀能力强，易于存储；工作稳定性高，使用寿命长等优点。
采用液相剥离法制备二维MoO3纳米片的过程为：首先将3g MoO3粉末在0.6mL乙腈中充分研磨30min，再将粉末分散在体积分数各为50%的乙醇/水混合液体（45mL）中，在超声波清洗机振荡10min以分散均匀；然后进行超声波碎处理120min，在室温下以6000rpm离心20min；对包含有二维MoO3纳米片的上清液进行收集，在小容器中逐滴加入3mL上清液得到样品，最后最后将样品放入氙灯下进行照射。这种制备方法具有制备工艺简单、无杂质、重复性好、易于大量生产等特点，并且对绝大多数层状晶体结构材料都起作用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于，包括：半导体尾纤输出激光器、耦合透镜组、Nd:YVO4晶体、平面镜、平凹镜、MoO3可饱和吸收体和PPLN晶体；所述半导体尾纤输出激光器发射的连续光经过耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4晶体上，光经过Nd:YVO4晶体后再依次经过平面镜、平凹镜和MoO3可饱和吸收体，从MoO3可饱和吸收体输出的光经过PPLN晶体，并最后由PPLN晶体输出脉冲激光；其中，所述平面镜与Nd:YVO4晶体、平凹镜凹面相对，所述平凹镜凹面与MoO3可饱和吸收体相对。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述半导体尾纤输出激光器发射的是中心波长为808nm的连续光，808nm的连续光通过1:1耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4晶体上，光斑半径为200μm，经过Nd:YVO4晶体转化为1064nm连续光，最后从PPLN晶体输出532nm脉冲激光。
所述Nd:YVO4晶体朝向耦合透镜组的一面镀有1064nm高反膜和808nm增透膜，Nd:YVO4晶体朝向平面镜的一面镀有1064nm增透膜。
所述平面镜镀有1064nm和532nm高反膜。
所述平凹镜镀有1064nm和532nm高反膜。
所述PPLN晶体朝向MoO3可饱和吸收体的一面镀有1064nm增透膜和532nm高反膜，PPLN晶体的光输出面镀有1064nm高反膜和532nm高透膜。
本实用新型的有益效果是：
1、利用MoO3可饱和吸收体在532nm的激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，可获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的绿光脉冲激光的光束质量高。
2、相较于SESAMs复杂的制作工艺和较高的生产成本，MoO3制备工艺简单，成本低廉。
3、相较于CNTs参数的不可控性，MoO3具有可控的调制深度。
4、相较于Graphene的零带隙效应，MoO3拥有2.39~2.90eV的能带间隙，可广泛应用于激光器领域。
附图说明
图1为本实用新型的脉冲激光器的结构示意图；
图中：1-半导体尾纤输出激光器；2-耦合透镜组；3-Nd:YVO4晶体；4-平面镜；5-平凹镜；6-MoO3可饱和吸收体；7-PPLN晶体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
研究表明，相较于Graphene，MoO3具有更好的物理、化学稳定性以及良好的非线性饱和吸收特性。本实用新型采用MoO3材料作为可饱和吸收体，利用808nm连续光经过Nd:YVO4晶体输出1064nm连续光，依次经过平面镜、平凹镜、MoO3可饱和吸收体以及PPLN晶体，最终获得高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm脉冲激光。
如图1所示，基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器由依次连接的半导体尾纤输出激光器1、耦合透镜组2、Nd:YVO4晶体3、平面镜4、平凹镜5、MoO3可饱和吸收体6、PPLN晶体7组成。
半导体尾纤输出激光器1发射的808nm连续光通过1:1耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4晶体上光斑半径为200μm。
参考图1，本实例的全固态绿光脉冲激光器的工作原理是：通过半导体尾纤输出激光器1发射的808nm连续光经过耦合透镜组2，再经过Nd:YVO4晶体3转化为1064nm连续光，依次经过平面镜4、平凹镜5、MoO3可饱和吸收体6以及PPLN晶体7输出532nm脉冲激光。其中：
半导体尾纤输出激光器1：中心波长为808nm，最大输出功率为20W，光纤芯径和数值孔径分别为400μm和0.22；
Nd:YVO4晶体3：Nd3+掺杂浓度0.5%；用铟箔包裹放在一紫铜水冷装置中；左端面HR@1064nm & AR@808nm；右端面AR@1064nm；尺寸：4×4×8mm3；
平面镜4：HR@（1064nm & 532nm）；
平凹镜5：HR@（1064nm & 532nm）；R=500mm；
PPLN晶体7：左端面AR@1064nm & HR@532nm；右端面HR@1064nm & HT@532nm。
MoO3可饱和吸收体的工作原理：可饱和吸收体对腔内激光的吸收是随光场强度而变化的，当光强较弱时对光吸收很强，腔内损耗很大，因此光透过率很低。随着光强的增大，MoO3可饱和吸收体6对光的吸收减弱，腔内损耗减小，当光强超过特定值时吸收饱和，光透过率达100%，使得光强在获得最大激光冲的同时受到最小的损耗，输出强脉冲激光。
需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于，包括：半导体尾纤输出激光器（1）、耦合透镜组（2）、Nd:YVO4晶体（3）、平面镜（4）、平凹镜（5）、MoO3可饱和吸收体（6）和PPLN晶体（7）；所述半导体尾纤输出激光器（1）发射的连续光经过耦合透镜组（2）聚焦到Nd:YVO4晶体（3）上，光经过Nd:YVO4晶体（3）后再依次经过平面镜（4）、平凹镜（5）和MoO3可饱和吸收体（6），从MoO3可饱和吸收体（6）输出的光经过PPLN晶体（7），并最后由PPLN晶体（7）输出脉冲激光；其中，所述平面镜（4）与Nd:YVO4晶体（3）、平凹镜（5）凹面相对，所述平凹镜（5）凹面与MoO3可饱和吸收体（6）相对。
2.如权利要求1所述的基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述半导体尾纤输出激光器（1）发射的是中心波长为808nm的连续光，808nm的连续光通过1:1耦合透镜组（2）聚焦到Nd:YVO4晶体（3）上，光斑半径为200μm，经过Nd:YVO4晶体（3）转化为1064nm连续光，最后从PPLN晶体（7）输出532nm脉冲激光。
3.如权利要求2所述的基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述Nd:YVO4晶体（3）朝向耦合透镜组（2）的一面镀有1064nm高反膜和808nm增透膜，Nd:YVO4晶体（3）朝向平面镜（4）的一面镀有1064nm增透膜。
4.如权利要求2所述的基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述平面镜（4）镀有1064nm和532nm高反膜。
5.如权利要求2所述的基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述平凹镜（5）镀有1064nm和532nm高反膜。
6.如权利要求2所述的基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述PPLN晶体（7）朝向MoO3可饱和吸收体（6）的一面镀有1064nm增透膜和532nm高反膜，PPLN晶体（7）的光输出面镀有1064nm高反膜和532nm高透膜。
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|---|---|---|---|---|
| CN111653929A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-09-11 | 深圳瀚光科技有限公司 | 一种基于插层锡原子的三氧化钼可饱和吸收体及其制备方法和光纤激光器 |
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