專利名稱：Q開關(guān)微微秒脈沖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，特別是用半導(dǎo)體激光器作光泵的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，屬于固體激光器技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的微微秒脈沖激光器主要是通過鎖模技術(shù)使輸出激光脈沖寬達(dá)到微微秒量級(jí)。其主要缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，對(duì)機(jī)械穩(wěn)定性要求很高，輸出激光是脈沖串。要通過復(fù)雜的單選電路，才能獲得單個(gè)的微微秒脈沖，而且脈沖的穩(wěn)定性差。
本發(fā)明的目的是克服上述缺點(diǎn)，利用Q開關(guān)技術(shù)產(chǎn)生高質(zhì)量的重復(fù)頻率、微微秒脈沖，激光穩(wěn)定性極好，且結(jié)構(gòu)緊湊容易調(diào)整、不需要精密的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的電子線路和精密的溫控系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。利用對(duì)激光具有可飽和吸收又具有增益作用的介質(zhì)，并通過以下方法減少Q(mào)開關(guān)激光的脈沖寬度，即增大Q開關(guān)打開瞬間腔內(nèi)反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度與閾值反轉(zhuǎn)集居數(shù)密度之比，縮短腔內(nèi)光子壽命。如果腔內(nèi)可飽和吸收損耗。αs＝1～3cm-1，不可飽和吸收損耗αu＝0.32cm-1，腔鏡損耗αm＝0.1～0.7cm-1泵浦強(qiáng)度＞50MW/cm2，可獲得脈寬＜300微微秒的激光脈沖。本發(fā)明的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，用二極管激光器作為光泵，晶體和光泵之間設(shè)置一組透鏡也可省略，其特征在于激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收又具有增益作用的晶體組成，諧振腔直接鍍?cè)诰w兩端，輸出鏡也可以單獨(dú)分開，并構(gòu)成緊湊的激光器，該晶體的朝向光泵端，具有涂膜層，能透過激勵(lì)光，又能全反射振蕩光，晶體另一端也有涂膜層，該涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為95%，也可以單獨(dú)用一塊輸出鏡，作為激光輸出端。
本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收，又肯有增益作用的Cr，Nd∶YAG或Nd∶Cr∶GSGG或GSAG或GGG晶體組成的穩(wěn)定腔或介穩(wěn)腔或非穩(wěn)腔。
本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器的光泵為半導(dǎo)體激光器。
本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Cr，Nd∶YAG晶體組成，該晶體朝向光泵端的涂膜層能透過808nm波長(zhǎng)的激勵(lì)光，又能全反射1064nm波長(zhǎng)的振蕩光。晶體另一端的涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為70-95%。


圖1是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器實(shí)施例的示意圖。
圖2是本發(fā)明Q開關(guān)微微脈沖激光器的另一實(shí)施例的示意圖。
圖3是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器的又一實(shí)施例的示意圖。
圖4是本發(fā)明的外形圖。
圖5、圖6、圖7是本發(fā)明的另三種實(shí)施例。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器(穩(wěn)定腔)的實(shí)施例，采用對(duì)激光具有可飽和吸收又具有增益作用的單獨(dú)一塊長(zhǎng)0.2至2毫米的最好1毫米左右Cr，Nd∶YAG晶體組成穩(wěn)定腔(平凹腔)，其曲面的曲率半徑為30至5000毫米，最好為80毫米，在Cr，Nd∶YAG晶體的朝向光泵的曲面端涂有膜層，能透過808nm波長(zhǎng)的激勵(lì)光，又能全反射1064nm波長(zhǎng)的振蕩光。晶體的平面端的涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為95%。這里的光泵采用半導(dǎo)體激光器。光泵發(fā)出的激勵(lì)光經(jīng)成形后，再用透鏡聚焦于Cr，Nd∶YAG晶體的曲面端內(nèi)，在晶體的平面端能直接輸出脈寬＜300微微秒，峰值功率為20KW的Q開關(guān)微微秒激光。
圖2是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器(介穩(wěn)腔)的另一實(shí)施例，采用對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的單獨(dú)一塊長(zhǎng)0.1至2毫米的Cr，Nd∶YAG晶體組成介穩(wěn)腔(平-平腔)，晶體朝向光泵的一端涂有膜層，能透過808nm波長(zhǎng)的激勵(lì)光，又能全反射1064nm波長(zhǎng)的振蕩光。晶體的另一端的涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為95%。這里的光泵也采用半導(dǎo)體激光器。
圖3是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器(非穩(wěn)腔)的又一實(shí)施例，采用對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的單獨(dú)一塊長(zhǎng)0.1至2毫米的Cr，Nd∶YAG晶體組成非穩(wěn)腔(平凸腔)，其曲率半徑為30至5000毫米，在Cr，Nd∶YAG晶體朝向光泵端的曲面端涂有膜層，能透過808nm波長(zhǎng)的激勵(lì)光，又能全反射1064nm波長(zhǎng)的振蕩光。晶體的另一端的涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為95%。這里的光泵還是采用半導(dǎo)體激光器。
圖5、6、7是本發(fā)明Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，對(duì)振蕩光反射率為70-95%的涂膜層，用單獨(dú)輸出鏡替代。
權(quán)利要求
1.一種Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，用二極管激光器作為光泵，其特征在于激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的晶體組成，諧振腔應(yīng)在晶體的兩個(gè)端面上，該晶體的朝向光泵端，具有涂膜層，能透過激勵(lì)光，又能全反向振蕩光，晶體另一端也有涂膜層，該涂膜層對(duì)振蕩光的反射率為70-95%，作為微微秒脈沖激光輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Cr，Nd∶YAG晶體組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，所述晶體組成穩(wěn)定腔，其朝向光泵的曲面端的曲率半徑為30至5000毫米，長(zhǎng)度為0.1至2毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，所述晶體組成介穩(wěn)腔，其長(zhǎng)度為0.1至2毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，所述晶體組成非穩(wěn)腔，其朝向光泵的曲面端的曲率半徑為30至5000毫米，長(zhǎng)度為0.1至2毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，作為光泵的是二極管半導(dǎo)體激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、6之一的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，Cr，Nd∶YAG晶體朝向光泵端的涂膜層能透過808nm波長(zhǎng)的激勵(lì)光，又能全反射1064nm波長(zhǎng)的振蕩光。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于激光器是由單獨(dú)一塊對(duì)激光具有可飽和吸收，又具有增益作用的Nd∶Cr∶GSGG晶體組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，對(duì)振蕩光反射中為70-95%的涂膜層，用單獨(dú)輸出鏡替代。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的Q開關(guān)微微秒脈沖激光器，其特征在于，光泵和晶體之間設(shè)置一組透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及用Q開關(guān)技術(shù)獲得微微秒激光脈沖，屬于固體激光器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的激光器由作為光泵的二極管激光器，一組透鏡或不設(shè)置透鏡和單獨(dú)一塊Cr，Nd:YAG晶體組成，晶體的兩端面構(gòu)成諧振腔，該諧振腔可為穩(wěn)定腔、介穩(wěn)腔或非穩(wěn)腔。因?yàn)榧壤昧怂w的對(duì)激光的可飽和吸收，又利用其增益作用，還利用在駐波腔內(nèi)形成“光柵”效應(yīng)和強(qiáng)的泵浦密度以及很短的光子壽命，能獲得高質(zhì)量、窄脈沖寬的Q開關(guān)脈沖激光，激光脈寬可＜300微微秒，可長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
文檔編號(hào)H01S3/0933GK1104808SQ9411501
公開日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1994年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月24日
發(fā)明者周壽桓, 姜東升, 趙鴻 申請(qǐng)人:電子部第11研究所