专利名称：一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高消光比偏振输出倍频光的微片激光器，属于一种腔内倍频的微 片激光器所属技术领域。
背景技术：
激光二极管泵浦的腔内倍频微片激光器转换效率高、结构紧凑、寿命长，在激光指 示、激光显示、激光打印、激光医学、水下通信、光盘技术、机场导航等众多领域有着广泛的 应用；高偏振性的激光对激光显示、水下通信、光盘技术等特定领域尤其重要。一种典型的微片激光器如图1所示图中激光泵浦源(1)发出的椭圆形光通过准 直聚焦透镜组(2和3)对光进行压缩整形再入射到微片模组中，微片模组由双折射激光增 益介质(4)和腔内倍频晶体(5)通过胶合、光胶或深化光胶等方式固定在一起，激光增益介 质⑷可以为而1￥04、而146、而:6砍04等激光晶体；腔内倍频晶体(5)可以为KTP、LB0、 BBO或其他具有倍频特性的非线性晶体材料；在激光增益介质(4)的入射端面镀有对泵浦 光增透同时对腔内基频光和倍频光高反的介质膜(8)，在腔内倍频晶体(5)出射端面上则 镀有对基频光高反同时对倍频光增透的介质膜(9)，两镀膜端面组成了平一平激光谐振腔。上述微片激光器的特点是结构紧凑简单、体积小且制作成本低。但由于激光器工 作时激光增益介质(4)受热产生的热致双折射，倍频光初始的偏振性是好的，但是由于其 因部分反射进入激光增益介质(4)后被其双折射效应引起退偏，从而降低了输出光的偏振 性。而且由于激光增益介质(4)对可见的倍频光波段吸收相对近红外光波段大的多，晶体 持续大量吸收倍频光，导致激光器输出功率的下降、晶体的进一步发热和更严重的退偏现 象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器。为实现上述目 的，本发明采用如下结构一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，包括激光泵浦源、准 直聚焦透镜组、激光增益介质及腔内倍频晶体，其中，所述激光增益介质与腔内倍频晶体之 间有一光学元件，所述光学元件靠近腔内倍频晶体的通光面上镀有一介质膜，所述介质膜 对基频光增透，对倍频光全反。所述激光增益介质为双折射型激光增益介质晶体。在所述激光增益介质的入射端面镀有对泵浦光增透同时对腔内基频光和倍频光 高反的介质膜层，在腔内倍频晶体出射端面上则镀有对基频光高反同时对倍频光增透的介 质膜层，两镀膜端面组成了平平激光谐振腔。本发明还可在光学谐振腔的入射端之前放置平凹形输入耦合镜并镀相应膜系或 在光学谐振腔的出射端之后放置平凹形输出耦合镜并镀相应膜系，与晶体组成平凹激光谐 振腔。所述激光增益介质、光学元件、腔内倍频晶体或平凹形光学镜片间可以是分别固定，也可以通光胶合、光胶或深化光胶等方法一起整体固定。采用上述结构，由于激光增益介质与腔内倍频晶体间的介质膜阻断了倍频光进入 激光增益介质，消除了激光增益介质对倍频光的退偏影响，从而获得较高消光比的偏振光 输出。相对一般使用腔内插入波片方式来提高偏振输出的设计，本结构有更好的温度适应 性和更小的整体发热量，而且结构紧凑，成本低，更利于实现大批量生产。
下面结合附图对本发明专利作进一步说明图1为一种典型的微片激光器结构示意图；图2为本发明的激光器结构示意图；图3本发明的实施例1的结构示意图；图4本发明的实施例2的结构示意图。
具体实施例方式图2中，激光泵浦源⑴发出的椭圆形光通过准直聚焦透镜组(2和3)对光进行 压缩整形再入射到微片模组中，微片模组由双折射激光增益介质(4)、光学元件(6)和腔 内倍频晶体(5)通过胶合、光胶或深化光胶等方式固定在一起，激光增益介质(4)可以为 Nd:YV04、Nd:YAG、Nd:GdV04等激光晶体；光学元件(6)可以为与所用激光增益介质⑷相 同的无掺杂离子基质材料或热膨胀系数介于所用激光增益介质(4)和腔内倍频晶体(5)之 间的光学晶体或玻璃材料；腔内倍频晶体(5)可以为KTP、LB0、BB0或其他具有倍频特性的 非线性晶体材料；在激光增益介质(4)的入射端面镀有对泵浦光增透同时对腔内基频光和 倍频光高反的介质膜(8)，在腔内倍频晶体(5)出射端面上则镀有对基频光高反同时对倍 频光增透的介质膜(9)，两镀膜端面组成了平平激光谐振腔；在光学元件(6)的一面上镀有 对基频光增透，对倍频光全反介质膜(7)，来阻止倍频光进入激光增益介质(4)导致其被吸 收和退偏，从而获得更高功率和更高偏振比的倍频激光输出。另外，引入的光学元件(6)也 能帮助激光增益介质(4)散热和减少热传递到腔内倍频晶体(5)上产生的影响。图3中，激光泵浦源⑴发出的椭圆形光通过准直聚焦透镜组(2和3)对光进行 压缩整形再入射到微片模组中，微片模组由双折射激光增益介质(4)和腔内倍频晶体(5) 通过胶合、光胶或深化光胶等方式固定在一起，激光增益介质(4)可以为Nd:YV04、Nd:YAG、 Nd:GdV04等激光晶体；腔内倍频晶体(5)可以为KTP、LB0, BBO或其他具有倍频特性的非 线性晶体材料；在激光增益介质(4)的入射端面镀有对泵浦光增透同时对腔内基频光和倍 频光高反的介质膜(8)，在腔内倍频晶体(5)出射端面上则镀有对基频光高反同时对倍频 光增透的介质膜(9)，两镀膜端面组成了平平激光谐振腔；在激光增益介质(4)或腔内倍频 晶体(5)相对的任意一面上镀有对基频光增透，对倍频光全反介质膜(7)，来阻止倍频光进 入激光增益介质(4)导致其被吸收和退偏，从而获得更高功率和更高偏振比的倍频激光输 出ο图4中，激光泵浦源⑴发出的椭圆形光通过准直聚焦透镜组(2和3)对光进行 压缩整形再入射到微片模组中，微片模组由双折射激光增益介质(4)、腔内倍频晶体(5) 和平凹光学输出镜(10)分别分离放置固定，激光增益介质(4)可以为Nd:YV04、Nd:YAG、Nd:GdV04等激光晶体；腔内倍频晶体(5)可以为KTP、LBO, BBO或其他具有倍频特性的非 线性晶体材料；在激光增益介质(4)的入射端面镀有对泵浦光增透同时对腔内基频光和倍 频光高反的介质膜(8)，在平凹光学输出镜(10)的凹面上则镀有对基频光高反同时对倍频 光增透的介质膜(9)，两镀膜端面组成了平凹激光谐振腔；在激光增益介质(4)或腔内倍频 晶体(5)相对的任意一面上镀有对基频光增透，对倍频光全反介质膜(7)，来阻止倍频光进 入激光增益介质(4)导致其被吸收和退偏，从而获得更高功率和更高偏振比的倍频激光输出.
权利要求
一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，包括激光泵浦源(1)、准直聚焦透镜组(2和3)、激光增益介质(4)及腔内倍频晶体(5)，其特征在于所述激光增益介质(4)与腔内倍频晶体(5)之间有一光学元件(6)；所述光学元件(6)靠近腔内倍频晶体(5)的通光面上镀有一介质膜(7)；所述介质膜(7)对基频光增透，对倍频光全反。
2.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述激光增益介质(4)为双折射型激光增益介质晶体，可以是Nd:YV04、Nd:YLF、Nd:GdV04、 Nd:YAG、Nd:KGW 等晶体。
3.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述腔内倍频晶体(5)可以是KTP、BBO、LB0、LiNb03、BIBO等非线形倍频晶体。
4.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述光学元件(6)可以是与所用激光增益介质(4)相同的无掺杂离子基质材料或热膨胀系数 介于所用激光增益介质(4)和腔内倍频晶体(5)之间的光学晶体或玻璃材料。
5.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述激光增益介质(4)和腔内倍频晶体(5)间可以有一光学元件(6)，也可以省掉光学元件 (6)，把对基频光增透，对倍频光全反的介质膜(7)直接镀在激光增益介质(4)或腔内倍频 晶体(5)上。
6.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述激光增益介质(4)的入射端面镀有对泵浦光增透同时对腔内基频光和倍频光高反的介 质膜(8)，在腔内倍频晶体(5)出射端面上镀有对基频光高反同时对倍频光增透的介质膜 (9)，两镀膜端面组成了平平激光谐振腔。
7.根据权利要求6所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述光学谐振腔的入射端之前放置平凹形输入耦合镜并镀介质膜(8)或在光学谐振腔的出 射端之后放置平凹形输出耦合镜并镀介质膜(9)，与晶体组成平凹激光谐振腔。
8.根据权利要求1所述的一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器，其特征在于所 述激光增益介质(4)、腔内倍频晶体(5)和光学元件(6)之间可以是分离放置固定，也可以 用胶合、光胶或深化光胶的方式把他们串联在一起固定。
全文摘要
本发明涉及一种高偏振比输出的腔内倍频微片激光器的设计和制备，传统的微片激光器结构中倍频光初始的偏振性是好的，但是由于其因部分反射进入激光增益介质(4)后被其双折射效应引起退偏，从而降低了输出光的偏振性。采用本发明结构，由于介质膜(7)阻断了倍频光进入激光增益介质(4)，消除了激光增益介质(4)对倍频光的退偏影响，从而获得较高消光比的偏振光输出。而且相对一般使用腔内插入波片方式来提高偏振输出的设计，本结构有更好的温度适应性和更小的整体发热量，而且结构紧凑，成本低，更利于实现大批量生产。
文档编号H01S3/106GK101814688SQ20091011304
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者不公告发明人 申请人:福建福晶科技股份有限公司