专利名称：被动锁模激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光技术领域，特别是涉及一种被动锁模激光器。
背景技术：
随着激光技术的迅速发展，及其应用要求的增加，在体积小巧、结构紧凑、性能稳定、全固体化的器件上实现高功率、高光束质量、高效率、高稳定性和长寿命的激光器，是激光领域发展的方向。各种学科和工业中对超短脉冲激光器的需求日益增加，例如国防、工业、医疗、生物等领域。所以，研制出高质量、高效率、高稳定性的超短脉冲激光器是当前的重要研究方向。现有技术中，一种锁模皮秒激光器是米用染料锁模，例如，公开号为CN1441521的专利公开了一种出光时间高稳定度的被动锁模Nd: YAG皮秒激光器,其电控系统复杂,体积大；采用染料锁模，染料有剧毒，一段时间染料稀释，必须更换，使用寿命短，污染环境，不利于工程化，而且不利于人体健康。另外，现有技术中一种模皮秒激光器技术米用主动锁模技术，例如，公开号为CN2655477的专利公开了一种激光二极管泵浦皮秒主动锁模固体平面波导激光器，但因为波导技术发展不成熟，成品率低，这种皮秒激光器很难得到批量生产，且主动锁模稳定性差。现有技术还有一种被动锁模皮秒激光器技术，是一种实现低重频的被动锁模技术，例如参见公开号为CN101562310的专利公开了一种被动锁模皮秒激光器，其采用等效共焦腔结构，光路复杂，角度难控制，很难工程化。另外，现有技术中激光器的激光腔体多次折叠结构，这种结构不稳定，而且腔长较长，结构不紧凑。综上可以看出，现有技术中，缺少一种结构小巧、性能稳定、GHz被动锁模激光器。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种被动锁模激光器，用以解决现有技术锁模激光器体积大、稳定性差的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种被动锁模激光器，包括依次设置的泵浦源，激光晶体，激光腔体和锁模输出结构；其中，激光腔体包括激光晶体入射面和半导体可饱和吸收镜SESAM ;所述泵浦源放置在所述激光晶体的入射面一侧。进一步，所述锁模输出结构可以是平凹镜、平凸镜、平镜、凹镜或凸镜。 进一步，所述锁模输出结构可以是平凹镜。进一步,所述平凹镜为半透半反镜；所述平凹镜的曲率半径在50mm 150mm之间。进一步，所述激光晶体入射面的法线方向与所述平凹镜的轴线之间的夹角为Θ，其中 0° < Θ < 2°。进一步，所述平凹镜的激光透过率为2% _5%，且所述激光晶体射入所述平凹镜的激光入射角小于4°。进一步，所述激光晶体为Nd:YV04或Yb:YAG。进一步，所述激光晶体大小为3mmX3mmX (5mm 8mm)。[0014]进一步，所述激光晶体入射面镀波长与泵浦光波长相同的增透模、以及波长与输出光波长相同的高反膜，所述激光晶体出射面镀有波长与输出光波长相同的增透膜。进一步，所述被动锁模激光器还包括聚焦镜，所述聚焦镜放在所述泵浦源和所述激光晶体之间。本实用新型有益效果如下本实用新型的被动锁模激光器采用简洁的稳腔设计，能够输出GHz的皮秒和飞秒激光脉冲，性能稳定，共振腔腔长较短，能大大缩短腔长和体积。
图I是本实用新型实施例I 一种被动锁模激光器的结构示意图；图2是本实用新型实施例2 —种被动锁模激光器的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术存在的上述的问题，本实用新型提供了一种被动锁模激光器，
以下结合附图以及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。本实用新型实施例涉及一种GHz的被动锁模激光器，包括泵浦源，激光晶体，激光腔体、锁模输出结构；其中，所述泵浦源放置在所述激光晶体的入射面一侧，用于泵浦所述激光晶体；激光腔体包括激光晶体入射面和SESAM(Semiconductor Saturable AbsorberMirror，半导体可饱和吸收镜)；所述激光晶体发出的激光在所述激光腔体内振荡，并经所述锁模输出结构锁模输出。所述锁模输出结构可以是平凹镜、平凸镜、平镜、凹镜或凸镜，本实施例采用平凹镜，为半透半反镜，用于接收来自所述激光晶体的激光，并将其部分反射至所述SESAM。所述平凹镜的曲率半径在50mm 150mm之间。所述激光晶体入射面的法线方向与所述平凹镜的轴线之间的夹角为Θ，其中0° < Θ <2°。所述激光晶体为Nd: YV04或Yb: YAG,其大小为3mmX 3mmX (5mm 8mm)。所述激光晶体入射面镀波长与泵浦光波长相同的增透模、以及波长与输出光波长相同的高反膜，所述激光晶体出射面镀有波长与输出光波长相同的增透膜。另外，所述被动锁模激光器还包括聚焦镜，所述聚焦镜放在所述泵浦源和所述激光晶体之间，用于将所述泵浦源发出的泵浦光会聚至所述激光晶体中。下面以具体实例进行详细说明实施例I如图I所示,本实施例涉及一种被动锁模激光器,包括LD(Laser Diode,半导体激光器)泵浦源1，聚焦镜2，激光晶体3、激光腔体和平凹镜4(锁模输出结构)，LD泵浦源I放在激光晶体3的入射端面一侧用于对其进行泵浦；聚焦镜2放在泵浦源I和激光晶体3之间用于使来自泵浦源I的泵浦光会聚到激光晶体3中，提高泵浦光利用率。激光晶体3左端面的法线方向与输出平凹镜的轴线之间的夹角为Θ，其中0° < Θ <2°，从而使水平入射在平凹输出镜4上的光线不会沿原路返回，而是以小角度2 Θ反射。激光腔体包括激光晶体左端面(入射面)和SESAM5。[0029]激光晶体大小为3mmX 3mmX (5mm 8mm),激光晶体入射端面镀泵浦波长(808nm)的增透膜、输出光波长(1064nm)高反膜，出射端面镀输出波长(1064nm)的增透膜。本实施例中，激光晶体3采用Nd:YV04，且晶体角切割采用垂直偏振光输出切割方式。激光晶体3侧面用铟钼包裹后，放在热沉铜块(图I中未示出)里，用支架(图I中未示出)固定在缺口处，并采用水冷或者TEC(ThermoelectricCooler,半导体致冷器)进行控温。另外，本实验例中，平凹4、SESAM5的放置可以利用激光进行标定。标定过程如下用一束激光从激光晶体3的中心处向平凹镜4入射；平凹镜4接收从激光晶体3射入的激光，并对其反射，使其垂直入射至SESAM 5。这种标定只是作为确定平凹镜4、SESAM 5位置的一种示例性方式，本领域技术人员应该理解，可以适当改变，只要能够实现激光的锁模输出即可。本实施例的GHz被动锁模激光器的工作过程如下LD泵浦源I发出808nm的泵浦激光，该泵浦激光垂直入射到聚焦镜2，经其聚焦后 垂直入射到激光晶体3的入射端面，从而对其进行泵浦；泵浦光激励晶体工作物质，使其粒子数反转，大量的粒子积累，产生受激辐射，当受激辐射所发出的光在激光腔体内发生多次反射，然后经激光晶体3的入射面反射至平凹镜4，再聚焦至SESAM 5，激光被SESAM 5反射后，再经平凹镜4实现皮秒激光输出。另外，本实施例采用的平凹镜4为半透半反镜，其可以部分反射、部分透射，使系统双路输出，平凹镜4的激光透过率2% -5%,其角度设置要保证从激光晶体3处接受的激光入射角小于4°，这是为了实现小角度反射，损耗小。激光实现共振锁模后，在振荡过程中，从激光晶体3入射激光部分透射作为输出1，从SESAM 5反射的激光部分透射作为输出2，最终实现双路锁模皮秒输出。实施例2 如图2，根据本实用新型的实施例2的被动锁模皮秒激光器包括LD泵浦源1，聚焦镜2，激光晶体3，平面输出镜4和SESAM 5。结构与实施例相同，不再详述。标定过程也和实施例I相同。本实施例中，激光晶体3采用Yb:YAG，且晶体角切割采用垂直偏振光输出切割方式。所以，激光晶体3输出垂直偏振光,该垂直偏振光在由平凹镜(Φ = IOmm) 4聚焦光束到SESAM上，平凹输出镜曲率半径在50mm 150mm之间，该激光器的共振腔的腔长为IOcm 15cm，脉冲重频IGHz I. 5GHz，实现飞秒激光锁模。由上述实施例可以看出，本实用新型的被动锁模激光器采用简洁的稳腔设计，能够输出GHz的皮秒和飞秒激光脉冲，性能稳定，共振腔腔长较短，能大大缩短腔长和体积。尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本实用新型的范围应当不限于上述实施例。
权利要求1.一种被动锁模激光器，其特征在于，包括依次设置的泵浦源，激光晶体，激光腔体和锁模输出结构；其中，激光腔体包括激光晶体入射面和半导体可饱和吸收镜SESAM ;所述泵浦源放置在所述激光晶体的入射面一侧。
2.如权利要求I所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述锁模输出结构可以是平凹镜、平凸镜、平镜、凹镜或凸镜。
3.如权利要求2所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述锁模输出结构可以是平凹镜。
4.如权利要求3所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述平凹镜为半透半反镜；所述平凹镜的曲率半径在50mm 150mm之间。
5.如权利要求3所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述激光晶体入射面的法线方向与所述平凹镜的轴线之间的夹角为Θ，其中0° < Θ <2°。
6.如权利要求4所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述平凹镜的激光透过率为2% _5%，且所述激光晶体射入所述平凹镜的激光入射角小于4°。
7.如权利要求I或3所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述激光晶体为Nd:YV04或Yb:YAG。
8.如权利要求7所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述激光晶体大小为3mm X 3mm X (5mm 8mm)。
9.如权利要求8所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述激光晶体入射面镀波长与泵浦光波长相同的增透模、以及波长与输出光波长相同的高反膜，所述激光晶体出射面镀有波长与输出光波长相同的增透膜。
10.如权利要求I所述的被动锁模激光器，其特征在于，所述被动锁模激光器还包括聚焦镜，所述聚焦镜放在所述泵浦源和所述激光晶体之间。
专利摘要本实用新型公开了一种被动锁模激光器，包括依次设置的泵浦源，激光晶体，激光腔体和锁模输出结构；其中，激光腔体包括激光晶体入射面和半导体可饱和吸收镜SESAM；所述泵浦源放置在所述激光晶体的入射面一侧。本实用新型的被动锁模激光器采用简洁的稳腔设计，能够输出GHz的皮秒和飞秒激光脉冲，性能稳定，共振腔腔长较短，能大大缩短腔长和体积。
文档编号H01S3/098GK202616598SQ201220177049
公开日2012年12月19日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者毛小洁, 秘国江, 杨文是, 庞庆生, 邹跃, 刘铁军 申请人:中国电子科技集团公司第十一研究所