專利名稱：全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別是一種全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩 器，在激光醫(yī)療、通信及軍事領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
板條固體激光器由于具有良好的熱性能，從20世紀(jì)70年代初開始， 板條激光器就受到各國(guó)科研工作者的重視，美國(guó)、西歐、日本等都紛紛 投資發(fā)展高功率的固體板條激光器。
光學(xué)參量振蕩器是一種高效的用來(lái)擴(kuò)展激光器波長(zhǎng)覆蓋范圍的非線 性技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，該振蕩 器可以獲得大功率、光束質(zhì)量較高的激光輸出，并且具有耦合效率高， 結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
本發(fā)明技術(shù)解決方案如下
一種全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，由泵浦源、耦合透鏡組、光學(xué) 參量振蕩器和冷卻裝置組成，其特點(diǎn)是-
所述的光學(xué)參量振蕩器由其后腔鏡、光學(xué)參量振蕩晶體、輸出鏡構(gòu) 成，所述的光學(xué)參量振蕩晶體是板條狀的準(zhǔn)周期非線性光學(xué)晶體，晶體 的兩個(gè)大面作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；
所述的泵浦源是固體板條激光器，該固體板條激光器由其后腔鏡、 板條狀激光晶體和輸出鏡構(gòu)成，所述的板條狀激光晶體的兩個(gè)大面作為
3冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；
所述的板條狀激光晶體在寬度方向上的數(shù)值孔徑小于或等于所述的 光學(xué)參量振蕩晶體的數(shù)值孔徑，所述的固體板條激光器所產(chǎn)生的泵浦光 經(jīng)過(guò)所述的耦合透鏡組、所述的光學(xué)參量振蕩器的后腔鏡從端面耦合進(jìn) 入所述的光學(xué)參量振蕩器晶體。
所述的周體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生并通過(guò)第二耦 合透鏡組從所述的固體板條激光器的后腔鏡端面泵浦所述的板條狀激光 晶體。
所述的固體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生并側(cè)面泵浦所 述的板條狀激光晶體。
在所述的固體板條激光器的輸出鏡和耦合透鏡組之間設(shè)有隔離器。 所述的冷卻裝置為液冷、氣冷和傳導(dǎo)制冷結(jié)構(gòu)。
所述的所述的光學(xué)參量振蕩晶體是板條結(jié)構(gòu)的非線性晶體，用來(lái)產(chǎn) 生可調(diào)諧的激光。泵浦源是一臺(tái)板條結(jié)構(gòu)的固體激光器，其輸出的條狀 泵浦光通過(guò)透鏡組能高效耦合進(jìn)板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器晶體。泵浦 源的激光晶體和光學(xué)參量振蕩器的激光晶體均采用板條結(jié)構(gòu)，因此具有 耦合效率高、冷卻效果好的特點(diǎn)。
所述的泵浦源所用的激光晶體和光學(xué)光參量振蕩器所用的非線性光 學(xué)晶體均采用板條結(jié)構(gòu)，并且保證所述的板條狀激光晶體在寬度方向上 的數(shù)值孔徑小于或等于所述的光學(xué)參量振蕩晶體的數(shù)值孔徑，以實(shí)現(xiàn)高 效的耦合效率。
所述的半導(dǎo)體激光器為半導(dǎo)體激光陣列。
本發(fā)明的技術(shù)效果
1、本發(fā)明使用板條固體激光器作為泵浦源，實(shí)現(xiàn)泵浦光到板條狀的光學(xué) 參量振蕩晶體的高效耦合，有利于獲得高功率的可調(diào)諧激光輸出。尤其是對(duì)于像周期極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰(Periodically polarized Stoichiometric LiTa03， 簡(jiǎn)稱為PPSLT晶體)這樣厚度方向很薄的晶體，優(yōu)勢(shì)更為明顯。
2、 本發(fā)明采用的激光晶體均采用板條結(jié)構(gòu)，利用板條晶體的兩個(gè)大面 進(jìn)行冷卻，因此散熱效果好，激光板條的熱畸變小，有利于實(shí)現(xiàn)大功率輸出， 并能獲得較高的光束質(zhì)量。
3、 本發(fā)明采用全板條結(jié)構(gòu)，因此整個(gè)激光器結(jié)構(gòu)緊湊，便于制造。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1利用端面泵浦的固體板條激光器作為泵浦源 的光參量振蕩器示意圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例2利用雙側(cè)泵浦的固體板條激光器作為泵浦源 的光參量振蕩器示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā) 明的保護(hù)范圍。 實(shí)施例1
先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明實(shí)施例1利用端面泵浦的固體板條激 光器作為泵浦源的光學(xué)參量振蕩器示意圖，由圖可見，本發(fā)明全板條結(jié) 構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，由泵浦源、耦合透鏡組4、光學(xué)參量振蕩器和冷 卻裝置(圖中未示)組成，所述的光學(xué)參量振蕩器由其后腔鏡5、光學(xué) 參量振蕩晶體2、和輸出鏡6構(gòu)成，所述的光學(xué)參量振蕩晶體2是板條 狀的準(zhǔn)周期非線性光學(xué)晶體，晶體的兩個(gè)大面作為冷卻面與所述的冷卻 裝置相連；
所述的泵浦源是固體板條激光器，該固體板條激光器由后腔鏡9、 板條狀激光晶體1和輸出鏡10構(gòu)成，所述的板條狀激光晶體1的兩個(gè)大面作為冷卻面與所述的冷卻裝置相連；
所述的板條狀激光晶體1在寬度方向上的數(shù)值孔徑小于或等于所述 的光學(xué)參量振蕩晶體2的數(shù)值孔徑，所述的固體板條激光器所產(chǎn)生的泵 浦光經(jīng)過(guò)所述的耦合透鏡組4、所述的光學(xué)參量振蕩器的后腔鏡5從端 面耦合進(jìn)入所述的光學(xué)參量振蕩器晶體2。
所述的固體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器7產(chǎn)生并通過(guò)第二 耦合透鏡組8從所述的固體板條激光器的后腔鏡9端面泵浦所述的板條 狀激光晶體l。
在所述的固體板條激光器的輸出鏡10和耦合透鏡組4之間設(shè)有隔離 器12。為了縮小器件體積，在隔離器12的兩端設(shè)有光路轉(zhuǎn)折的第一反 射鏡11和第二反射鏡3 。
下面是實(shí)施例1有關(guān)的參數(shù)，供參考作為泵浦源的固體板條激光器 激光晶體1,晶體的大小為長(zhǎng)6咖，寬5咖，高lmm，材料為Tm:YAP， 銩原子摻雜濃度4%，兩個(gè)5mmX6mm面為冷卻面，通過(guò)過(guò)渡銦層與微通 道冷卻裝置相連，激光諧振腔采用平平腔結(jié)構(gòu)，輸出鏡10的透過(guò)率為 5°/o，輸出激光的中心波長(zhǎng)為1992nm。第一反射鏡11和第二反射鏡3均 為對(duì)1992nm激光的45°全反鏡。耦合透鏡組4鍍1992nm增透膜，通過(guò) 整形使得在光學(xué)參量振蕩器晶體2前端面上的光斑大小為0. 5X2. 5mm。
所述的光學(xué)參量振蕩器晶體2為周期極化化學(xué)計(jì)量比鉭酸鋰 (Periodically polarized Stoichiometric LiTa03，簡(jiǎn)稱為PPSLT晶體)，晶體的 大小為長(zhǎng)41 mm，寬12 mm，高lmm，兩個(gè)12 mmX41訓(xùn)面作為冷卻面， 同樣通過(guò)過(guò)渡銦層與微通道冷卻裝置相連。整個(gè)激光器的冷卻裝置均采 用水冷。由于泵浦源晶體1和光學(xué)參量振蕩器晶體2均采用lmm厚的薄 片晶體，因此冷卻效果好，耦合效率高。
實(shí)施例2請(qǐng)參閱圖2,圖2是本發(fā)明實(shí)施例2雙側(cè)泵浦的光學(xué)參量振蕩器， 由圖可見，實(shí)施例2全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，由泵浦源、耦合透 鏡組4、光學(xué)參量振蕩器和冷卻裝置(圖中未示)組成，所述的光學(xué)參 量振蕩器由其后腔鏡5、光學(xué)參量振蕩晶體2、輸出鏡6構(gòu)成，所述的光 學(xué)參量振蕩晶體2是板條狀的準(zhǔn)周期非線性光學(xué)晶體，晶體的兩個(gè)大面 作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；
所述的泵浦源是固體板條激光器，該固體板條激光器由后腔鏡9、 板條狀激光晶體1和輸出鏡10構(gòu)成，所述的板條狀激光晶體1的兩個(gè)大 面作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；
所述的板條狀激光晶體1在寬度方向上的數(shù)值孔徑小于或等于所述 的光學(xué)參量振蕩晶體2的數(shù)值孔徑，在所述的固體板條激光器的輸出鏡 10和耦合透鏡組4之間設(shè)有隔離器12。所述的固體板條激光器所產(chǎn)生的 泵浦光經(jīng)過(guò)所述的隔離器12、耦合透鏡組4和所述的光學(xué)參量振蕩器的 后腔鏡5從端面耦合進(jìn)入所述的光學(xué)參量振蕩器晶體2。
所述的固體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器7產(chǎn)生并側(cè)面泵浦 所述的板條狀激光晶體l。
實(shí)施例2與實(shí)施例1最大的不同是作為泵浦源的固體板條激光器 采用雙側(cè)泵浦結(jié)構(gòu)，每側(cè)均由帶快軸準(zhǔn)直的半導(dǎo)體激光器7泵浦。固體 激光器的輸出激光經(jīng)透鏡組4整形后從光學(xué)參量振蕩器晶體2的端面進(jìn) 入晶體。側(cè)面泵浦的優(yōu)點(diǎn)在于更容易得到高功率的泵浦源從而實(shí)現(xiàn)更高 功率的光學(xué)參量振蕩輸出，并且結(jié)構(gòu)更加緊湊。
權(quán)利要求
1、一種全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，由泵浦源、耦合透鏡組(4)、光學(xué)參量振蕩器和冷卻裝置組成，其特征在于所述的光學(xué)參量振蕩器由其后腔鏡(5)、光學(xué)參量振蕩晶體(2)、輸出鏡(6)構(gòu)成，所述的光學(xué)參量振蕩晶體(2)是板條狀的準(zhǔn)周期非線性光學(xué)晶體，晶體的兩個(gè)大面作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；所述的泵浦源是固體板條激光器，該固體板條激光器由后腔鏡(9)、板條狀激光晶體(1)和輸出鏡(10)構(gòu)成，所述的板條狀激光晶體(1)的兩個(gè)大面作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；所述的板條狀激光晶體(1)在寬度方向上的數(shù)值孔徑小于或等于所述的光學(xué)參量振蕩晶體(2)的數(shù)值孔徑，所述的固體板條激光器所產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)過(guò)所述的耦合透鏡組(4)、所述的光學(xué)參量振蕩器的后腔鏡(5)從端面耦合進(jìn)入所述的光學(xué)參量振蕩器晶體(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，其特征在 于所述的固體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器(7)產(chǎn)生并通過(guò)第二 耦合透鏡組(8)從所述的固體板條激光器的后腔鏡(9)端面泵浦所述 的板條狀激光晶體(1)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，其特征在 于所述的固體板條激光器的泵浦光由半導(dǎo)體激光器(7)產(chǎn)生并側(cè)面泵浦 所述的板條狀激光晶體(1)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，其特 征是在所述的固體板條激光器的輸出鏡(10)和耦合透鏡組(4)之間設(shè) 有隔離器(12)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，其其特征 在于所述的冷卻裝置為液冷、氣冷和傳導(dǎo)制冷結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種全板條結(jié)構(gòu)的光學(xué)參量振蕩器，由泵浦源、耦合透鏡組、光學(xué)參量振蕩器和冷卻裝置組成，所述的光學(xué)參量振蕩器由其后腔鏡、光學(xué)參量振蕩晶體、輸出鏡構(gòu)成，所述的光學(xué)參量振蕩晶體是板條狀的準(zhǔn)周期非線性光學(xué)晶體，晶體的兩個(gè)大面作為冷卻面，與所述的冷卻裝置相連；所述的泵浦源是固體板條激光器，由后腔鏡、板條狀激光晶體和輸出鏡構(gòu)成，所述的板條狀激光晶體在寬度方向上的數(shù)值孔徑小于或等于所述的光學(xué)參量振蕩晶體的數(shù)值孔徑，所述的固體板條激光器所產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)過(guò)所述的耦合透鏡組、所述的光學(xué)參量振蕩器的后腔鏡從端面耦合進(jìn)入所述的光學(xué)參量振蕩器晶體。本發(fā)明具有激光輸出功率高、光束質(zhì)量好和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/04GK101499611SQ200910046760
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者徐劍秋, 寅 杭, 祝世寧, 程小勁, 剛 趙 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所