基于Bi2Te3可饱和吸收体的1071nmYb:LaCOB被动锁模激光器

基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器
技术领域
1.本实用新型涉及全固态被动锁模激光器，特别涉及一种基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器。


背景技术：

2.可饱和吸收体应用到激光器中可以实现超短脉冲输出，传统的可饱和吸收体主要有半导体可饱和吸收镜(sesams)、碳纳米管(cnts)和石墨烯(graphene)等：sesams的制作工艺较为复杂，生产成本比较高，可饱和吸收光谱范围较窄，极大限制了其在激光器领域的应用；虽然cnts和graphene的制备成本相对较为低廉，且可饱和吸收光谱范围宽，但在制备过程中参数具有一些不可控性，比如：graphene的层数均匀性、cnts的直径等；此外，由于石墨烯的零带隙效应特性，无法实现半导体逻辑开关，从而大大限制了其在半导体领域和光电领域的应用。


技术实现要素：

3.实用新型目的：针对以上问题，本实用新型目的是提供一种基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，利用bi2te3作为锁模器件，实现超短脉冲激光输出。
4.技术方案：本实用新型的一种基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，包括沿光路方向依次设置的光源、耦合透镜组、yb:lacob晶体、平凹镜组、可饱和吸收体、平面输出镜，所述可饱和吸收体为bi2te3可饱和吸收体。
5.所述平凹镜组包括沿光路依次设置的第一平凹镜、第二平凹镜、第三平凹镜，所述平凹镜组中每个镜子都镀有与信号光同波长的高反膜。
6.所述光源为带尾纤输出半导体激光器，进一步，所述半导体激光器的中心波长为975nm
±
3nm。
7.所述平面输出镜的透射率不大于10％，进一步，所述平面输出镜镀有与信号光同波长的高反膜。
8.所述yb:lacob晶体靠近光源的端面镀有与光源同波长的增透膜和与信号光同波长的高反膜，另一端面镀有与信号光同波长的增透膜。
9.有益效果：本实用新型与现有技术相比，其优点是：
10.1、本实用新型利用新型可饱和吸收体bi2te3在1071nm的脉冲激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的脉冲激光光束质量好、稳定性高；
11.2、相较于sesams较高的生产成本，bi2te3成本低廉；
12.3、bi2te3合金可获得约为1.3ev的能带间隙，作为可饱和吸收体具有可饱和吸收光谱范围宽、载流子迁移率高、插入损耗小等优点，在激光器领域有应用前景；
13.4、bi2te3材料迁移率的各向异性非常明显，有助于实现yb离子激光器在1.07μm以外的长波长区域工作。
附图说明
14.图1为本实用新型的光路图。
具体实施方式
15.如图1，本实施例所述的一种基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，包括沿光传输方向依次设置的光源1、耦合透镜组2、yb:lacob晶体3、第一平凹镜4、第二平凹镜5、第三平凹镜6、可饱和吸收体7、平面输出镜8，可饱和吸收体7为bi2te3可饱和吸收体。
16.光源1为带尾纤输出半导体激光器，中心波长为975nm。光源1发射975nm连续光通过1：0.5耦合透镜组2聚焦到yb:lacob晶体3上，光斑半径为200μm，经过yb:lacob晶体3转化为1071nm连续光，依次经过第一平凹镜4、第二平凹镜5、第三平凹镜6、bi2te3可饱和吸收体以及平面输出镜8输出1071nm脉冲激光。
17.其中半导体尾纤输出激光器最大功率为20w，光纤芯径和数值孔径分别为400μm和0.22；耦合透镜组2的焦距为50mm；yb:lacob晶体3中yb离子浓度为22.5％，用铟箔包裹放在一紫铜水冷装置中，温度控制在17℃左右，左端面镀有975nm增透膜和1071nm高反膜，右端面镀有1071nm增透膜，尺寸：3
×3×
6mm3；第一平凹镜4镀有1071nm高反膜，半径r＝500mm；第二平凹镜5镀有1071nm高反膜，半径r＝200mm；第三平凹镜6镀有1071nm高反膜，半径r＝300mm；平面输出镜8镀有1071nm高反膜，透射率为10％。
18.bi2te3可饱和吸收体的工作原理是：可饱和吸收体对腔内激光的吸收会随光场强度而变化，当光强较弱时对光吸收强，腔内损耗增大，因此光透过率很低。随着光强的增大，bi2te3对光的吸收减弱，腔内损耗减小，当光强超过特定值时吸收饱和，光透过率可达100％，使得光强在获得最大激光脉冲的同时受到最小的损耗，输出强脉冲激光。


技术特征：
1.基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，包括沿光路方向依次设置的光源(1)、耦合透镜组(2)、yb:lacob晶体(3)、平凹镜组、可饱和吸收体(7)、平面输出镜(8)，所述可饱和吸收体(7)为bi2te3可饱和吸收体。2.根据权利要求1所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述平凹镜组包括沿光路方向依次设置的第一平凹镜(4)、第二平凹镜(5)、第三平凹镜(6)。3.根据权利要求1所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述光源(1)为带尾纤输出半导体激光器。4.根据权利要求2所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述平凹镜组中每个镜子都镀有与信号光同波长的高反膜。5.根据权利要求1所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述平面输出镜(8)的透射率不大于10％。6.根据权利要求1所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述yb:lacob晶体(3)靠近光源(1)的端面镀有与光源(1)同波长的增透膜和与信号光同波长的高反膜，另一端面镀有与信号光同波长的增透膜。7.根据权利要求1所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述平面输出镜(8)镀有与信号光同波长的高反膜。8.根据权利要求3所述的基于bi2te3可饱和吸收体的1071nm yb:lacob被动锁模激光器，其特征在于，所述半导体激光器的中心波长为975
±
3nm。

技术总结
本实用新型公开了一种基于Bi2Te3可饱和吸收体的1071nm Yb:LaCOB被动锁模激光器，包括沿光路方向依次设置的光源、耦合透镜组、Yb:LaCOB晶体、平凹镜组、可饱和吸收体、平面输出镜，所述可饱和吸收体为Bi2Te3可饱和吸收体。本实用新型利用新型可饱和吸收体Bi2Te3在1071nm的脉冲激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的脉冲激光光束质量好、稳定性高；相较于SESAMs较高的生产成本，Bi2Te3成本低廉。低廉。低廉。


技术研发人员：常建华 陈超然 刘海洋 顾浚哲 张棋
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2021.02.26
技术公布日：2021/9/24