专利名称：高性能的双末端泵浦单掺Ho:YAG固体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固体激光器，特别涉及一种高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器。
背景技术：
2 μ m波段的激光应用广泛，涉及军事、红外遥感、医疗及光通信等方面，尤其是可以在非线性转换作用下实现中远红外3 12 μ m的激光输出。使用1.9微米激光作为泵浦源的单掺Ho固体激光器是常温条件下获得2 μ m激光的最佳技术途径。目前，单掺Ho激光器基本采用单末端泵浦方式，这降低了激光晶体对泵浦光吸收的均匀性，导致晶体内部热分布的不平衡，给激光器的高功率运转带来不良影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前的单掺Ho激光器易导致晶体内部热分布的不平衡，给激光器的高功率运转带来不良影响的问题，本发明提供一种高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器。本发明的高性能的双末端泵浦单掺Ho = YAG固体激光器，它包括第一全反镜、单掺HoiYAG晶体、第二全反镜、F-P标准具、2 μ m输出耦合镜、第一隔离装置、第二隔离装置、第一泵浦激光器和第二泵浦激光器；第一泵浦激光器发射的1.9 μ m泵浦光入射至第一隔离装置，经第一隔离装置透射的泵浦光入射至第一全反镜，经第一全反镜透射的泵浦光入射至单掺HckYAG晶体，经单掺Ho: YAG晶体吸收后产生2 μ m激光，所述2 μ m激光入射至第二全反镜，第二泵浦激光器发射的1.9 μ m泵浦光入射至第二隔离装置，经第二隔离装置透射的泵浦光入射至第二全反镜，经第二全反镜透射的泵浦光入射至单掺Ho = YAG晶体，经单掺Ho:YAG晶体吸收后产生2 μ m激光,所述2 μ m激光入射至第一全反镜,经第一全反镜全反射的2 μ m激光入射至单掺HckYAG晶体，经单掺HckYAG晶体透射的2 μ m激光入射至第二全反镜，经第二全反镜全反射的2 μ m激光入射至F-P标准具，经F-P标准具透过的光入射至2 μ m输出f禹合镜,经2 μ m输出I禹合镜连续输出的光为2 μ m单波长激光。它还包括调Q晶体,所述调Q晶体串联在F-P标准具与2 μ m输出f禹合镜的光路中。本发明的优点在于，本发明是一种高功率高效率2μπι固体激光器，可以实现连续和脉冲两种输出方式，本发明选用单掺HckYAG晶体作为激光增益介质。Ho = YAG晶体在
1.9 μ m波段有强吸收，同时以双末端泵浦方式注入泵浦光，使用单掺单掺HckYAG晶体对泵浦光进行较为均匀的吸收，从而平衡了晶体内部的热分布，有利于实现高功率的2 μ m激光输出。本发明可大幅提升单掺HckYAG固体激光器的输出性能，并且具有结构紧凑和稳定性好的特点。
图1为本发明的高性能的双末端泵浦单掺Ho = YAG固体激光器的原理示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，它包括第一全反镜1、单掺Ho = YAG晶体2、第二全反镜3、F_P标准具4、2 μ m输出耦合镜6、第一隔离装置7、第二隔离装置8、第一泵浦激光器9和第二泵浦激光器10 ；第一泵浦激光器9发射的1.9 μ m泵浦光入射至第一隔离装置7，经第一隔离装置7透射的泵浦光入射至第一全反镜1，经第一全反镜I透射的泵浦光入射至单掺HckYAG晶体2，经单掺Ho: YAG晶体2吸收后产生2 μ m激光，所述2 μ m激光入射至第二全反镜3，第二泵浦激光器10发射的1.9 μ m泵浦光入射至第二隔离装置8，经第二隔离装置8透射的泵浦光入射至第二全反镜3，经第二全反镜3透射的泵浦光入射至单掺HckYAG晶体2，经单掺HckYAG晶体2吸收后产生2 μ m激光，所述2 μ m激光入射至第一全反镜1，经第一全反镜I全反射的2 μ m激光入射至单掺HckYAG晶体2，经单掺HckYAG晶体2透射的2 μ m激光入射至第二全反镜3,经第二全反镜3全反射的2 μ m激光入射至F-P标准具4，经F-P标准具4透过的光入射至2 μ m输出I禹合镜6,经2 μ m输出I禹合镜6连续输出的光为2 μ m单波长激光。
具体实施方式
二:本实施方式是对具体实施方式
一所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器的进一步限定，它还包括调Q晶体5，所述调Q晶体5串联在F-P标准具4与2 μ m输出耦合镜6的光路中。泵浦方式为双末端泵浦，两路泵浦光都要先通过一个隔离装置再注入单掺Ho: YAG晶体2。泵浦光分别从0° 2μηι全反镜和45° 2 μ m全反镜入射。激光器谐振腔由第一全反镜1、第二全反镜3和2 μ m输出耦合镜6按“L”型结构放置，每个泵浦光路插入一个隔离装置。通过调谐F-P标准具4的角度获得2 μ m单波长激光输出。本实施方式中，当调Q晶体5工作时，所述高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器以输出脉冲形式的激光。当调Q晶体5不工作时，调Q晶体5相当于普通晶体，不起任何作用，这时，所述高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器输出连续波激光。
具体实施方式
三:本实施方式是对具体实施方式
一或二所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器的进一步限定，所述第一全反镜I为临界角为0°的2 μ m全反镜， 经单掺Ho: YAG晶体2透射的2 μ m激光垂直入射至第一全反镜I。
具体实施方式
四:本实施方式是对具体实施方式
三所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器的进一步限定，所述第二全反镜3为临界角为45°的2μπι全反镜，所述2μπι激光入射至第二全反镜3的入射角等于45°。
具体实施方式
五:本实施方式是对具体实施方式
一或二所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器的进一步限定，
所述第一泵浦激光器9和第二泵浦激光器10均采用发射波长为1908nm的Tm: YLF固体激光器。选用单掺HckYAG晶体2作为激光增益介质。单掺HckYAG晶体在1.9 μ m波段有强吸收，这与单掺Tm晶体的强发射峰相对应，因此本实施方式选用Tm:YLF固体激光器做为单掺HckYAG激光器的泵浦源。
具体实施方式
六:本实施方式是对具体实施方式
一或二所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器的进一步限定，单掺Ho = YAG晶体2沿光入射的方向的长度为60mm,且单掺Ho:YAG晶体2中Ho3+掺杂浓度为0.8at.%。采用上述各实施方式组合的结构，当向本发明的Ho:YAG激光器注入1908nm的泵浦激光160W时，获得了 90W稳定的连续波2.09 μ m激光输出。调Q重复频率为30kHz时获得平均功率为82W的脉冲激光输出。在具体实施时，本发明所述的HckYAG固体激光器的2 μ m输出耦合镜6为平凹镜，其曲率半径为-300mm，对2 μ m的透过率为50 %。本发明是一种高功率高效率2μπι固体激光器，可以实现连续和脉冲两种输出方式。以双末端泵浦方式注入泵浦光，使用单掺单掺HckYAG晶体对泵浦光进行较为均匀的吸收，从而平衡了晶体内部的热分布，有利于实现高功率的2 μ m激光输出。
权利要求
1.高性能的双末端泵浦单掺Ho:YAG固体激光器，其特征在于，它包括第一全反镜(I)、单掺HckYAG晶体(2)、第二全反镜(3)、F-P标准具(4)、2 μ m输出耦合镜(6)、第一隔离装置(7)、第二隔离装置(8)、第一泵浦激光器(9)和第二泵浦激光器(10)； 第一泵浦激光器(9)发射的1.9μπι泵浦光入射至第一隔离装置(7)，经第一隔离装置(7)透射的泵浦光入射至第一全反镜(I)，经第一全反镜(I)透射的泵浦光入射至单掺Ho: YAG晶体⑵，经单掺Ho: YAG晶体⑵吸收后产生2 μ m激光，所述2 μ m激光入射至第二全反镜⑶， 第二泵浦激光器(10)发射的1.9 μ m泵浦光入射至第二隔离装置(8)，经第二隔离装置(8)透射的泵浦光入射至第二全反镜(3)，经第二全反镜(3)透射的泵浦光入射至单掺Ho: YAG晶体⑵，经单掺Ho: YAG晶体⑵吸收后产生2 μ m激光，所述2 μ m激光入射至第一全反镜(I)，经第一全反镜(I)全反射的2 μ m激光入射至单掺Ho = YAG晶体(2)，经单掺HoiYAG晶体(2)透射的2 μ m激光入射至第二全反镜(3)， 经第二全反镜(3)全反射的2 μ m激光入射至F-P标准具(4)，经F-P标准具(4)透过的光入射至2 μ m输出耦合镜(6)，经2 μ m输出耦合镜(6)连续输出的光为2 μ m单波长激光。
2.根据权利要求1或2所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，其特征在于，它还包括调Q晶体(5)，所述调Q晶体(5)串联在F-P标准具(4)与2 μ m输出耦合镜(6)的光路中。
3.根据权利要求1或2所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，其特征在于，所述第一全反镜(I)为临界角为0°的2μηι全反镜， 经单掺HckYAG晶体(2)透射的2 μ m激光垂直入射至第一全反镜(I)。
4.根据权利要求3所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，其特征在于，所述第二全反镜(3)为临界角为45°的2μηι全反镜， 所述2 μ m激光入射至第二全反镜(3)的入射角等于45°。
5.根据权利要求1或2所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，其特征在于，所述第一泵浦激光器(9)和第二泵浦激光器(10)均采用发射波长为1908nm的Tm:YLF固体激光器。
6.根据权利要求1或2所述的高性能的双末端泵浦单掺HckYAG固体激光器，其特征在于，单掺Ho = YAG晶体⑵沿光入射的方向的长度为60mm，且单掺Ho = YAG晶体⑵中Ho3+掺杂浓度为0.8at.%。
全文摘要
高性能的双末端泵浦单掺Ho:YAG固体激光器，涉及一种固体激光器。为了解决目前的单掺Ho激光器易导致晶体内部热分布的不平衡，给激光器的高功率运转带来不良影响的问题。泵浦方式为双末端泵浦，两路泵浦光都要先通过一个隔离装置再注入单掺Ho:YAG晶体；泵浦光分别从0°2μm全反镜和45°2μm全反镜入射；激光器谐振腔由第一全反镜、第二全反镜和2μm输出耦合镜按“L”型结构放置；通过调谐F-P标准具的角度，2μm输出耦合镜获得2μm单波长激光输出。它用于获得2μm单波激光。
文档编号H01S3/10GK103199431SQ201310148689
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者姚宝权, 段小明, 鞠有伦, 贺万骏, 王月珠 申请人:哈尔滨工业大学