專利名稱：小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器，屬于飛秒激光技術領域。
背景技術：
自從上世紀90年代開始，飛秒激光已經在物理、化學、生物、醫(yī)學、通信以及大科學工程等方面得到了越來越廣泛的應用。對于不同的應用領域和研究對象所要求的飛秒激光輸出的脈沖能量是完全不同的，特別是飛秒微加工的發(fā)展。飛秒微加工包括飛秒在金屬、無機透明介質以及多聚物中刻寫微米乃至納米尺度的微結構，例如打孔、切割、打標、掩模修復、光波導和光柵的直接寫入、高密度光存儲等。在實際應用中，不但需要脈沖短(＜100fs)，也需要一定的能量，例如幾百納焦到數個微焦。同時還需要較高的重復頻率。目前市場上銷售的飛秒激光器的指標通常是幾個納焦能量、100MHz的重復頻率、脈寬小于100fs。而放大器一般是1～2kHz、有數毫焦到數百毫焦能量。即高重復頻率的激光器的輸出能量太??；而高能量的激光器的重復頻率太低。因此市場上需要一種既產生高能量，又工作在高重復頻率的飛秒激光器。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器，該飛秒激光器實用性強，成本低。
本發(fā)明是通過下述技術方案加以實現的，一種小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器，其特征是在飛秒激光器的一個臂上設置多通長腔，在另一個臂上設置腔倒空，所述的多通長腔由球面反射鏡3、4構成，所述的腔倒空是在8和10球面反射鏡的束腰設置聲光調制器9構成。
本發(fā)明的優(yōu)點是可以獲得高重復頻率的高峰值功率的飛秒激光脈沖.即重復頻率大于10KHz量級，獲得每個脈沖的能量大于150納焦。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
圖中1為可飽和吸收鏡；2為球面反射鏡；3、4為多通長腔的球面反射鏡、5、7、8、10為球面反射鏡；6為激光晶體；9為聲光調制器；11、12為平面反射鏡。
具體實施例方式
結合附圖對本發(fā)明加以進一步說明本發(fā)明的主要技術有兩點，其中一點是多通長腔(MPC)技術，另一點是腔倒空技術。
采用球面反射鏡3、4構成多通長腔，可使腔長增加至少1倍以上，激光器實現在5-20MHz低重復頻率運轉，從而獲取單脈沖能量的增加。
腔倒空技術，即在腔內的8、10球面反射鏡的束腰中放置聲光調制器9(布喇格盒)。當聲光調制器未加電壓時，激光腔處于高Q值狀態(tài)，激光在腔內不斷放大，但是沒有輸出；當腔內光子數密度達到最大值后，突然在聲光調制器加上驅動電壓，形成超聲光柵，使腔內激光束由于衍射而發(fā)生偏轉，腔內存儲的光子能量幾乎全部經反射鏡19耦合輸出。這就是腔倒空技術。該技術輸出效率較高，重復頻率可達MHz量級。
腔內色散補償采用啁啾鏡，即所用的反射鏡球面鏡如5、7、8和10、平面鏡11和12都可制成啁啾鏡，經12導出后的脈沖還可以用棱鏡對進行精細補償。
本發(fā)明采用球面鏡5和7都選用大于10cm曲率半徑，以擴大激光晶體內的光斑直徑，從而減小非線性效應。用球面鏡2將激光會聚到半導體可飽和吸收鏡(SESAM)1上，由其啟動激光器的鎖模運轉。
該類激光器的重復頻率在80～100MHz左右，單脈沖能量較低。經放大器放大后，可獲得較高能量，但重復品率僅為10Hz～1KHz左右。
權利要求
1.一種小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器，其特征是在飛秒激光器的一個臂上設置多通長腔，在另一個臂上設置腔倒空，所述的多通長腔由球面反射鏡(3)和(4)構成，所述的腔倒空是在(8)和(10)球面反射鏡的束腰設置聲光調制器(9)構成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器，屬于飛秒激光技術領域。該小型化高重復頻率的高能量飛秒激光器是在飛秒激光器的一個臂上設置多通長腔，在另一個臂上設置腔倒空，所述的多通長腔由兩個球面反射鏡構成，可使腔長增加至少1倍以上；所述的腔倒空是在兩個球面反射鏡的束腰設置一個聲光調制器構成。本發(fā)明的優(yōu)點是可以獲得高重復頻率的高峰值功率的飛秒激光脈沖，即重復頻率大于10KHz量級，每個脈沖能量大于150納焦。
文檔編號H01S3/00GK1588712SQ200410071940
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權日2004年9月15日
發(fā)明者張志剛, 柴路, 王請月, 王專, 曹士英 申請人:天津大學