专利名称：激光二极管泵浦被动调q全固化腔内倍频混频激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电子器件，特别是涉及一种被动调Q腔内倍频混频激光器。
激光二极管(LD)泵浦全固化激光器，与常规激光器相比具有体积小，可微型化的优点；与激光二极管相比具有发散角小，光束质量好等优点。已有的LD泵浦全固化激光器输出波长多在近红外，采用腔内倍频或混频后，在可见光输出，被广泛应用于各种光电设备，如光盘读写器等。由于波长缩短一半，可以将光储密度提高4倍，故而这种腔内倍频混频激光器市场需求量很大。但这种连续运转的LD泵浦全固化激光器的缺点是腔内激光功率低，因此腔内倍频的效率低，一般都只有百分之几。为提高腔内激光功率，可以用调Q来实现，已有的主动调Q需要复杂的高频或高压电路系统，使激光器的体积庞大；采用增益调Q，又会有泵浦波长飘移及电路复杂等引起的一系列问题。文献“激光二极管直接耦合泵浦的Nd:YVO4激光器连续运转的和高重复频波动率调Q运转”(作者王军民，李瑞宁等，中国激光，第23卷，第12期，1996年12月，第1057页)介绍了一种LD泵浦全固化被动调Q激光器，可以获得在近红外连续调Q输出。
本发明的目的，在于提供一种具有高转换效率的LD泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，采用被动调Q方案，在不使激光器及其电路复杂化的前提下，提高激光器腔内效率，从而实现腔内倍频、混频的高效率运转。
实现本发明的技术方案是，LD激光器1，经光束耦合器2，将泵浦光耦合进激光晶体3，晶体3在靠近耦合器2的端面A上，镀泵浦光增透、激光波长全反的介质膜，作为激光腔后腔镜，晶体4是被动调Q开关，被动调Q开关可以用Cr4+:YAG晶体、或F2-:LiF晶体、或Co2+:MgF2晶体、或Co2+:KMgF3晶体、或Ni2+:MgO晶体、或Ni2+:KMgF3晶体、或Ni2+:MgF2晶体、或Ni2+:MnF2晶体、或Cr:Ho:Tm:YAG晶体、或Ho:YAG晶体、或Er:YAG晶体、或Tm:YAG晶体等制成；晶体5是用于倍频或混频的二阶非线性光学晶体，可以是KTP(KTiOPO4)晶体、或LBO(LiB3O5)晶体、或LN(LiNbO3)晶体、或Mg:LiNbO3晶体、或Fe:LiNbO3晶体、或α-LiIO3晶体、或BBO(β-BaB2O4)晶体、或KD*P(KD2PO4)晶体；球面(平面)部分反射镜6是激光器输出腔镜(前腔镜)，可以根据需要，镀输出激光波长、输出倍频或混频激光波长、或激光与倍频混频同时输出的介质膜，平面A和球面(平面)部分反射镜6构成激光器谐振腔。LD激光经耦合器2，将泵浦光耦合进激光晶体3，当泵浦光功率高过激光器振荡阀值时，激光器(在A面和反射镜6之间)开始振荡，晶体4的被动调Q作用，在激光器腔内形成激光巨脉冲，经晶体5倍频或者激光与泵浦光混频后经部分反射镜6输出。本发明的激光器与王军民所介绍的LD泵浦全固化被动调Q激光器相比，其不同之处在于激光器谐振腔内有倍频或混频非线性光学晶体，而且有倍频或混频激光波长输出。
激光腔内因被动调Q形成的巨脉冲，使腔内激光峰值功率提高了几个数量级，至少可以将腔内倍频混频转换效率提高一个数量级。
附图
是激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器示意图，其中1是激光二极管，2是光束耦合器，3是激光晶体，4是被动调Q开关；5是二阶非线性光学晶体晶体；6是平面或球面镜。
现提供一种典型的实施例，附图是激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器示意图，其中1是激光二极管(LD)，中心波长808nm输出功率1W；2是光束耦合器，3是YVO4激光晶体，光束耦合器2将泵浦光耦合进YVO4激光晶体3,YVO4晶体A面镀1.064μm全反膜，另一面镀1.064μm增透且0.532μm全反介质膜；4是Cr4+:YAG晶体，它作为饱和吸收型晶体被动调Q开关；5是KTP晶体作为倍频晶体；6是球面镜，镀1.064μm全反且0.532μm增透介质膜，其中平面A和球面(平面)部分反射镜6构成激光器谐振腔。
权利要求1．激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，由泵浦激光二极管(1)，光束耦合器(2)，激光晶体(3)，被动调Q开关(4)，非线性光学晶体(5)，输出腔镜(6)组成，其特征在于激光器谐振腔内同时有被动调Q开关(4)和非线性光学晶体(5)。
2．如权利要求1所述的激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，其特征在于所述的被动调Q开关(4)可以用Cr4+:YAG晶体制成。
3．如权利要求1所述的激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，其特征在于所述的被动调Q开关(4)也可以用F2-:LiF晶体、或Co2+:MgF2晶体、或Co2+:KMgF3晶体、或Ni2+:MgO晶体、或Ni2+:KMgF3晶体、或Ni2+:MgF2晶体、或Ni2+:MnF2晶体、或Cr:Ho:Tm:YAG晶体、或Ho:YAG晶体、或Er:YAG晶体、或Tm:YAG晶体等制成。
4．如权利要求1所述的激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，其特征在于所述的非线性光学晶体(5)可以是KTP(KTiOPO4)晶体。
5．如权利要求1所述的激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器，其特征在于所述的非线性光学晶体(5)也可以是LBO(LiB3O5)晶体、或LN(LiNbO3)晶体、或Mg:LiNbO3晶体、或Fe:LiNbO3晶体、或α-LiIO3晶体、或BBO(β-BaB2O4)晶体、或KD*P(KD2PO4)晶体。
专利摘要本实用新型提供了一种激光二极管泵浦被动调Q全固化腔内倍频混频激光器,这种激光器在腔内形成巨脉冲,可以大大提高腔内倍频效率,由于采用被动调Q,使得激光器结构小型化微型化,无需庞大复杂的调Q高压电源。
文档编号H01S3/108GK2351897SQ97220349
公开日1999年12月1日 申请日期1997年7月4日 优先权日1997年7月4日
发明者张雨东, 蒋捷, 崔传鹏, 庄欣欣, 谢发利 申请人:中国科学院福建物质结构研究所