CN210723683U - 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器 - Google Patents

基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN210723683U
CN210723683U CN201922007197.2U CN201922007197U CN210723683U CN 210723683 U CN210723683 U CN 210723683U CN 201922007197 U CN201922007197 U CN 201922007197U CN 210723683 U CN210723683 U CN 210723683U
Authority
CN
China
Prior art keywords
mirror
laser
cavity mirror
cavity
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201922007197.2U
Other languages
English (en)
Inventor
汪寒
高子叶
向秋玲
吴正茂
夏光琼
邓涛
林晓东
唐曦
樊利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University
Original Assignee
Southwest University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University filed Critical Southwest University
Priority to CN201922007197.2U priority Critical patent/CN210723683U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN210723683U publication Critical patent/CN210723683U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

本实用新型提供基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，包括泵浦源，光纤输出聚焦镜，激光增益介质，谐振腔。所述泵浦源为中心波长796nm的激光二极管；所述光纤输出聚焦镜聚焦比为1:1；所述激光增益介质为Nd:LaMgAl11O19混晶；所述谐振腔包括输入腔镜，输出腔镜，第一反射腔镜，第二反射腔镜和半导体可饱和吸收镜。本实用新型基于Nd:LaMgAl11O19混晶实现了被动调Q激光的输出，调Q激光的中心波长为1378nm，得到的最短脉冲宽度为3.98μs，最大重复频率为47.29kHz，最大平均输出功率为93.2mW，具有效率高、阈值低、光束质量优异、结构简单、生产成本低等优势。

Description

基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器
技术领域
本实用新型属于激光技术领域，尤其涉及一种基于Nd:LaMgAl11O19混晶的1378nm被动调Q激光器。
背景技术
当前，在多种掺杂Nd3+离子的激光增益介质中，诸如Nd:YAG、 Nd:YVO4、Nd:YLF、Nd:BEL等，已经获得了1.3μm波段的激光发射。 Nd:LMA是Nd3+离子掺杂混晶的一种，目前尚未有利用Nd:LMA混晶实现1.3μm激光的报道。1.3μm的激光处于水分子吸收峰附近，对水分子有良好的吸收和非常好的止血能力，同时，1.3μm波长为光纤的传输窗口，在光纤中有零色散的特点，因此1.3μm波段的激光在国防安全、激光医疗、以及光纤通信等领域具有重要用途。目前已有氦氖气体激光器(专利文献CN1085015A)、含铋化物半导体激光器(专利文献CN101335419)、OPO激光器(参考文献：朱江峰，钟欣，滕浩等。利用MgO-PPLN实现同步泵浦的飞秒光参量振荡器[J].红外与激光工程，2007,36(zl)：426.DOI： 10.3969/j.issn.1007-2276.2007.zl.121.)实现1.3μm波段激光输出。然而，气体激光器的输出效率较低；易受环境温度影响，且方向性较差；而基于拉曼效应的激光器和OPO激光器的1.3μm激光器则结构复杂、生产成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供基于 Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，首次基于Nd:LMA混晶实现了被动调Q激光的输出，调Q激光的中心波长为1378nm，在吸收功率为4.27W的条件下，得到的最短脉冲宽度为3.98μs，最大重复频率为47.29kHz，最大平均输出功率93.2mW,本实用新型的的激光器具有效率高、阈值低、光束质量优异、结构简单、生产成本低等优势。
本实用新型采用如下技术方案：
基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，包括泵浦源，光纤输出聚焦镜，激光增益介质，谐振腔；其中所述泵浦源为激光二极管，谐振腔由输入腔镜，输出腔镜，第一反射腔镜，第二反射腔镜和半导体可饱和吸收镜组成；
激光二极管右侧为光纤输出聚焦镜，光纤输出聚焦镜右侧为输入腔镜，输入腔镜右侧为激光增益介质，激光增益介质右侧为第一反射腔镜，第一反射腔镜下侧为输出腔镜，输出腔镜左侧为第二反射腔镜，第二反射腔镜下侧为半导体可饱和吸收镜。
输入腔镜右侧到激光增益介质，再到第一反射腔镜左侧，再到输出腔镜左侧，再到第二反射腔镜右侧，再到半导体可饱和吸收镜上侧为谐振腔的腔内；输入腔镜左侧，第一反射腔镜右侧，输出腔镜右侧，第二反射腔镜左侧，半导体可饱和吸收镜下侧为谐振腔的腔外。
激光二极管发射的泵浦光入射到光纤输出聚焦镜，通过光纤输出聚焦镜聚焦，泵浦光透过输入腔镜后聚焦到激光增益介质的中心位置，增益激光起振后入射到第一反射腔镜，被第一反射腔镜反射到输出腔镜，一部分增益激光透过输出腔镜出射，一部分增益激光被输出腔镜反射到第二反射腔镜，再通过第二反射腔镜反射到半导体可饱和吸收镜，增益激光再从半导体可饱和吸收镜原路返回至输入腔镜，增益激光在谐振腔内形成激光振荡，由输出腔镜输出。
所述泵浦源为中心波长796nm的光纤耦合输出激光二极管，其光纤芯径为105μm，数值孔径为0.22。
所述的光纤输出聚焦镜把泵浦光1:1地聚焦在增益介质中心，且光纤输出聚焦镜上镀有796±10nm的高透膜。
所述的增益介质为Nd:LaMgAl11O19混晶，其Nd3+掺杂浓度为5 at.％，混晶截面尺寸为3×3mm2，长度为5mm，通过提拉法生成，晶体沿着a向切割，通光长度为5mm，吸收峰位于795nm附近。 Nd:LaMgAl11O19混晶位于光纤输出聚焦镜和第一反射腔镜的焦点处，且位于输入腔镜和第一反射腔镜之间并靠近输入腔镜。
所述的谐振腔由输入腔镜，输出腔镜，第一反射腔镜，第二反射腔镜和半导体可饱和吸收镜组成，谐振腔以半导体可饱和吸收镜与输入腔镜作为端镜。
输入腔镜和输出腔镜均为平平镜，输入腔镜镜面直径为25mm，输出腔镜镜面直径为12.7mm，第一反射腔镜为曲率半径200mm，镜面直径为12.7mm，第二反射腔镜为曲率半径200mm，镜面直径为12.7mm 的平凹镜。
所述输入腔镜在面向谐振腔外一面镀有720-920nm高透过膜，在面向谐振腔内一面镀有1250-1550nm高反射膜，第一反射腔镜和第二反射腔镜在面向谐振腔内一面均镀有970-1430nm波段高反射膜，输出腔镜在面向谐振腔内方向镀有1280-1520nm波段99％的部分反射膜，其透射率为1％。
所述半导体可饱和吸收镜位于第二反射腔镜的焦点处，其饱和能流密度为90μJ/cm2，调制深度为0.6％。
本实用新型有益效果：
本实用新型输出的激光为被动调Q脉冲激光，激光输出功率高，具有良好的应用前景和商业价值，相比于气体激光器，本实用新型输出效率高，阈值低；相对于半导体激光器，本实用新型输出功率高，光束质量优异；相比于基于拉曼效应的激光器和OPO激光器，本实用新型不涉及非线性光学，结构简单、生产成本更低。
附图说明
图1为基于Nd:LaMgAl11O19混晶的1378nm被动调Q激光器的结构示意图；
图2为基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器在1300-1400nm 波段的光谱图，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表激光的波长，单位为nm。
图3是实施基于Nd:LaMgAl11O19混晶的1378nm被动调Q激光器在 2.79W吸收功率下的500μs时间窗口的时序图，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表时间，单位为μs。
图4是实施基于Nd:LaMgAl11O19混晶的1378nm被动调Q激光器在 2.79W吸收功率下的单脉冲图像，并使用高斯曲线拟合，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表时间，单位为μs。
图中：1-激光二极管、2-光纤输出聚焦镜、3-输入腔镜、 4-Nd:LaMgAl11O19混晶、5-第一反射腔镜、6-输出腔镜、7-第二反射腔镜、8-半导体可饱和吸收镜。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q 激光器，包括激光二极管1、光纤输出聚焦镜2、输入腔镜3、 Nd:LaMgAl11O19混晶4、第一反射腔镜5和第二反射腔镜7、输出腔镜 6和半导体可饱和吸收镜8，激光二极管1为泵浦源，激光增益介质为Nd:LaMgAl11O19混晶4。
激光二极管1右侧为光纤输出聚焦镜2，光纤输出聚焦镜2右侧为输入腔镜3，输入腔镜3右侧为激光增益介质，激光增益介质右侧为第一反射腔镜5，第一反射腔镜5下侧为输出腔镜6，输出腔镜6 左侧为第二反射腔镜7，第二反射腔镜7下侧为半导体可饱和吸收镜8。
输入腔镜3右侧到激光增益介质，再到第一反射腔镜5左侧，再到输出腔镜6左侧，再到第二反射腔镜7右侧，再到半导体可饱和吸收镜8上侧为谐振腔的腔内；输入腔镜3左侧，第一反射腔镜5右侧，输出腔镜6右侧，第二反射腔镜7左侧，半导体可饱和吸收镜8下侧为谐振腔的腔外。
从泵浦源半导体激光器1发射的中心波长为796nm的泵浦光入射到光纤输出聚焦镜2，光纤输出聚焦镜2在泵浦光透过输入腔镜3后将其1:1聚焦到Nd:LaMgAl11O19混晶4的中心位置，1378nm增益激光起振后被第一反射腔镜5反射到输出腔镜6，一部分增益激光透过输出腔镜6出射，一部分增益激光透过输出腔镜6出射，一部分增益激光被输出腔镜6反射到第二反射腔镜7，再反射到半导体可饱和吸收镜8。从半导体可饱和吸收镜8原路返回至输入腔镜3，在谐振腔内形成激光振荡，最后，增益激光由输出腔镜6输出。
半导体可饱和吸收镜8在吸收激光之后，其工作原理为，半导体可饱和吸收镜8对腔内激光的吸收会随着光场强度的变化而变化，当光场强度较弱时对光吸收强，腔内损耗大，光透过率低，当光强足够大时，半导体可饱和吸收镜8的发射率将达到最大，把连续光转化为高功率的被动调Q激光。
所述泵浦源为中心波长796nm的光纤耦合输出激光二极管1，其光纤芯径为105μm，数值孔径为0.22。
所述的光纤输出聚焦镜2把泵浦光1:1地聚焦在增益介质中心，且光纤输出聚焦镜2上镀有796±10nm的高透膜。
所述的增益介质为Nd:LaMgAl11O19混晶4，其Nd3+掺杂浓度为5 at.％，混晶截面尺寸为3×3mm2，长度为5mm，通过提拉法生成，晶体沿着a向切割，通光长度为5mm，吸收峰位于795nm附近。 Nd:LaMgAl11O19混晶4位于光纤输出聚焦镜2和第一反射腔镜5的焦点处，且位于输入腔镜3和第一反射腔镜5之间并靠近输入腔镜3。
所述的谐振腔由输入腔镜3，输出腔镜6，第一反射腔镜5，第二反射腔镜7和半导体可饱和吸收镜8组成，谐振腔以半导体可饱和吸收镜8与输入腔镜3作为端镜。
输入腔镜3和输出腔镜6均为平平镜，输入腔镜3镜面直径为 25mm，输出腔镜6镜面直径为12.7mm，第一反射腔镜5为曲率半径200mm，镜面直径为12.7mm，第二反射腔镜7为曲率半径200mm，镜面直径为12.7nm的平凹镜。
所述输入腔镜3在面向谐振腔外一面镀有720-920nm高透过膜，在面向谐振腔内一面镀有1250-1550nm高反射膜，反射腔镜在面向谐振腔内一面镀有970-1430nm波段高反射膜，输出腔镜6在面向谐振腔内方向镀有1280-1520nm波段99％的部分反射膜。
所述半导体可饱和吸收镜8位于第二反射腔镜7的焦点处，其饱和能流密度为90μJ/cm2，调制深度为0.6％。当泵浦吸收功率在2.78W 到4.27W时，激光器输出调Q激光。随着泵浦激光从2.78W增加到 4.27W时，调Q激光的重复频率从35.71kHz增加到了47.29kHz，脉冲宽度从8.02μs减少到3.98μs。图2为泵浦吸收功率为2.78W时，调 Q激光的光谱图，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表激光的波长，单位为nm；从图2可以看出激光器的输出调Q 激光的中心波长位于1378nm附近。图3是泵浦吸收功率为2.78W时，调Q激光在500μs时间窗口的时序图，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表时间，单位为μs；从图3可以看出激光器输出的调Q激光比较稳定，对应的调Q激光的重复频率为 35.71kHz，周期为28.00μs。图4是在2.79W吸收功率下的调Q激光单脉冲图像，并使用高斯曲线拟合，其中纵轴代表激光输出的归一化强度，单位为a.u.，横轴代表时间，单位为μs。从图4可以看出调Q 激光的脉冲宽度为8.02μs，并且与高斯曲线相符。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，包括泵浦源，光纤输出聚焦镜，激光增益介质，谐振腔；其中所述泵浦源为激光二极管，谐振腔由输入腔镜，输出腔镜，第一反射腔镜，第二反射腔镜和半导体可饱和吸收镜组成；
激光二极管右侧为光纤输出聚焦镜，光纤输出聚焦镜右侧为输入腔镜，输入腔镜右侧为激光增益介质，激光增益介质右侧为第一反射腔镜，第一反射腔镜下侧为输出腔镜，输出腔镜左侧为第二反射腔镜，第二反射腔镜下侧为半导体可饱和吸收镜；
输入腔镜右侧到激光增益介质，再到第一反射腔镜左侧，再到输出腔镜左侧，再到第二反射腔镜右侧，再到半导体可饱和吸收镜上侧为谐振腔的腔内；输入腔镜左侧，第一反射腔镜右侧，输出腔镜右侧，第二反射腔镜左侧，半导体可饱和吸收镜下侧均为谐振腔的腔外；
激光二极管发射的泵浦光入射到光纤输出聚焦镜，通过光纤输出聚焦镜聚焦，泵浦光透过输入腔镜后聚焦到激光增益介质的中心位置，增益激光起振后入射到第一反射腔镜，被第一反射腔镜反射到输出腔镜，一部分增益激光透过输出腔镜出射，一部分增益激光被输出腔镜反射到第二反射腔镜，再通过第二反射腔镜反射到半导体可饱和吸收镜，增益激光再从半导体可饱和吸收镜原路返回至输入腔镜，增益激光在谐振腔内形成激光振荡，由输出腔镜输出。
2.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，所述泵浦源为中心796nm激光二极管，其光纤芯径为105μm，数值孔径为0.22。
3.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，所述的光纤输出聚焦镜聚焦比为1:1，光纤输出聚焦镜镀有796±10nm的高透膜。
4.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，Nd:LaMgAl11O19混晶位于光纤输出聚焦镜和第一反射腔镜的焦点处，且位于输入腔镜和第一反射腔镜之间并靠近输入腔镜。
5.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，谐振腔中，输入腔镜和和半导体可饱和吸收镜为谐振腔端镜。
6.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，输入腔镜和输出腔镜为平平镜，输入腔镜在朝向谐振腔内的一面镀有1250-1550nm波段激光高反射膜，在朝向谐振腔外的一面镀有720-920nm高透射膜；输出腔镜在朝向谐振腔内的一面镀有1280-1520nm部分反射膜，输出腔镜透过率为1％；第一反射腔镜与第二反射腔镜为曲率半径200mm的平凹镜，朝向谐振腔内的一面镀有970-1430nm高反射膜。
7.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，所述可饱和吸收镜在1310-1380nm波段具有高反射率，饱和能流密度为90μJ/cm2，调制深度为0.6％。
8.根据权利要求1所述的基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器，其特征在于，所述半导体可饱和吸收镜位于第二反射腔镜的焦点处。
CN201922007197.2U 2019-11-19 2019-11-19 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器 Active CN210723683U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201922007197.2U CN210723683U (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201922007197.2U CN210723683U (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN210723683U true CN210723683U (zh) 2020-06-09

Family

ID=70936452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201922007197.2U Active CN210723683U (zh) 2019-11-19 2019-11-19 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN210723683U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0744089B1 (en) Passively q-switched picosecond microlaser
CN101179176A (zh) 半导体双端面泵浦三次谐波紫外激光器
CN103618205A (zh) 一种全固态单纵模黄光激光器
CN104319614A (zh) 一种1.5μm人眼安全波段超短脉冲激光器
CN101807774B (zh) 一种In-Band泵浦的自受激拉曼散射激光器
CN106058632B (zh) 一种基于键合晶体的脉冲能量可调的被动调q拉曼激光系统
CN203536720U (zh) 一种532nm绿光激光器
CN110277726A (zh) 一种声光调q紫外激光器
CN107026387A (zh) 一种1.5μm人眼安全波段脉冲激光器
CN101814692A (zh) 医用全固态黄光激光器
CN112186478A (zh) 一种功率比例及脉冲间隔可调的激光器及方法
CN210723683U (zh) 基于Nd:LaMgAl11O19混晶的被动调Q激光器
CN106532422A (zh) 六波长输出的被动调Qc切割Nd:YVO4自拉曼全固态激光器
CN203631964U (zh) 一种976nm调Q锁模激光器系统
CN213278684U (zh) 一种功率比例及脉冲间隔可调的激光器
CN112636146B (zh) 一种高功率锁模碟片激光器
CN114883905A (zh) 基于石墨烯吸收体的被动调Q Nd:KLu(WO4)2人眼安全激光器
CN112260050A (zh) 一种高阶横模绿光固体激光器
CN201682170U (zh) 医用全固态黄光激光器
CN101752777A (zh) 一种半导体或闪光灯泵浦微片激光模块
CN104037604A (zh) 克尔透镜自锁模Yb:LSO激光器
CN212485790U (zh) 一种全固态拉曼倍频深红色激光器
CN214153415U (zh) 基于可饱和吸收体ReS2被动锁模绿光脉冲激光器
CN204012177U (zh) 克尔透镜自锁模Yb:LSO激光器
CN219498487U (zh) 脉冲激光器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant