专利名称：腔倒空全固态皮秒激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将腔倒空技术与半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模技术相结合的新型的全固态皮秒激光器，可广泛应用于精密制造、光通讯等领域，属于激光器技术领域。
背景技术：
目前，全固态皮秒激光器均是采用激光二极管进行泵浦、半导体可饱和吸收镜进行锁模，从而产生皮秒脉冲激光输出。其技术参数中所显示出的重复频率(100MHz左右)、单脉冲能量(从几nJ到几十nJ量级)、峰值功率(从几百瓦到几千瓦)等指标，远不能满足实际应用的需要。为满足实际应用的需要，通常采用在锁模激光器后加入再生放大器的技术措施，对锁模激光器输出的皮秒激光进行放大、同时压缩重复频率。放大后的皮秒激光单脉冲能量为微焦量级，峰值功率可达亚MW量级，重复频率为10-1000Hz。此种方法获得的皮秒激光可基本满足应用要求，但存在再生放大器技术复杂、成本昂贵等问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种全固态皮秒激光器，能够在不采用再生放大器的情况下，输出达到实用标准的皮秒激光。
本实用新型的一种腔倒空全固态皮秒激光器的技术方案如
图1所示，该装置包括有依次排列的半导体激光器1、准直透镜2、聚焦透镜3、激光晶体4、补偿透镜5、聚焦透镜8与半导体可饱和吸收镜9；其特征在于在谐振腔内的补偿透镜5与聚焦透镜8之间依次设置了偏振片6和普克尔盒7；当半导体激光泵浦，谐振腔内激光形成稳定振荡并达到极大值时，在普克尔盒7上加上λ/4电压，经过偏振片6后形成的线偏振光通过普克尔盒7和聚焦透镜8后被半导体可饱和吸收镜9反射，然后再次通过聚焦透镜8和普克尔盒7，激光偏振面被旋转90°后由偏振片6输出。
所述的一种腔倒空全固态皮秒激光器，在谐振腔内的偏振片6与普克尔盒7两部件互相接触连接；普克尔盒7与聚焦透镜8两部件亦为互相接触连接。
本实用新型的工作原理是当半导体激光泵浦，谐振腔内激光形成稳定振荡并达到极大值时，突然在普克尔盒7上加上λ/4电压，经过偏振片6后形成的线偏振光，通过普克尔盒7和聚焦透镜8后被半导体可饱和吸收镜9反射，然后再次通过聚焦透镜8和普克尔盒7，激光偏振面被旋转90°后由偏振片6输出。此原理即为腔倒空技术。此技术方法的优点是激光为单脉冲输出，且脉冲能量可提高1-2个数量级，重复频率在10-1000Hz可调。
上述腔倒空技术完全适用于侧面泵浦情况，也完全适用于其它各种类型的谐振腔，即不管谐振腔的类型如何，也不管是什么种类的固体激光晶体，只要是全固态皮秒激光器，就可以利用腔倒空技术增加皮秒激光的单脉冲能量，提高皮秒激光的峰值功率，降低皮秒激光的重复频率，使其达到实用标准。
本实用新型的一种腔倒空全固态皮秒激光器，技术方案简捷、实用，从而不仅简化技术、而且大大降低成本。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1本实用新型的腔倒空全固态皮秒激光器原理示意图。
图中1、半导体激光器；2、准直透镜；聚焦透镜3；4、激光晶体；5、补偿透镜；6、偏振片；7、普克尔盒；聚焦透镜8；9、半导体可饱和吸收镜。
具体实施方式
按图1所示原理，以光纤耦合半导体激光器端面泵浦直谐振腔为例。半导体激光器1输出波长808nm、功率3W的激光，经准直透镜2准直，再经聚焦透镜3聚焦后，入射Nd:YAG激光晶体4产生振荡激光(Nd:YAG晶体4长3mm、直径φ3mm；输入端镀1064nm高反、808nm高透膜，此为谐振腔的全反镜；另一端镀1064nm增透膜；晶体周围经铜套用水冷却。)。补偿透镜5对热效应进行补偿，避免谐振腔由稳定腔变为非稳定腔。偏振片6将振荡光由随机偏振变为线偏振。普克尔盒7加上λ/4电压，使振荡光来回两次通过普克尔盒7后，激光偏振面被旋转了90°。偏振片6与补偿透镜5之间的安装尺寸为大于0.5m。聚焦透镜8将振荡光聚焦到半导体可饱和吸收镜9上，改变聚焦透镜8的焦距，可改变入射到半导体可饱和吸收镜9上的光强。半导体可饱和吸收镜9用来进行锁模，产生皮秒激光。当808nm泵浦光功率为3W、谐振腔的腔长1.2米时，锁模输出单脉冲能量达3μJ，脉宽10ps，峰值功率为300KW。
权利要求1.一种腔倒空全固态皮秒激光器，包括有依次排列的半导体激光器(1)、准直透镜(2)、聚焦透镜(3)、激光晶体(4)、补偿透镜(5)、聚焦透镜(8)与半导体可饱和吸收镜(9)，其特征在于在谐振腔内的补偿透镜(5)与聚焦透镜(8)之间依次设置了偏振片(6)和普克尔盒(7)；当半导体激光泵浦，谐振腔内激光形成稳定振荡并达到极大值时，在普克尔盒(7)上加上λ/4电压，经过偏振片(6)后形成的线偏振光通过普克尔盒(7)和聚焦透镜(8)后被半导体可饱和吸收镜(9)反射，然后再次通过聚焦透镜(8)和普克尔盒(7)，激光偏振面被旋转90°后由偏振片(6)输出。
2.根据权利要求1所述的一种腔倒空全固态皮秒激光器，其特征在于在谐振腔内的偏振片(6)与普克尔盒(7)两部件互相接触连接；普克尔盒(7)与聚焦透镜(8)两部件亦为互相接触连接。
专利摘要一种腔倒空全固态皮秒激光器，包括有依次排列的半导体激光器1、准直透镜2、聚焦透镜3、激光晶体4、补偿透镜5、聚焦透镜8与半导体可饱和吸收镜9；其特征在于在谐振腔内的补偿透镜5与聚焦透镜8之间依次设置了偏振片6和普克尔盒7；当半导体激光泵浦，谐振腔内激光形成稳定振荡并达到极大值时，在普克尔盒7上加上λ/4电压，经过偏振片6后形成的线偏振光通过普克尔盒7和聚焦透镜8后被半导体可饱和吸收镜9反射，然后再次通过聚焦透镜8和普克尔盒7，激光偏振面被旋转90°后由偏振片6输出。本实用新型的优点是皮秒激光为单脉冲输出，且脉冲能量可提高1－2个数量级，重复频率在10－1000Hz可调。技术方案简捷、实用，从而不仅简化技术、而且大大降低成本。
文档编号H01S3/098GK2765348SQ20052000039
公开日2006年3月15日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日
发明者李港, 陈檬, 张丙元 申请人:北京工业大学