一種被動調q皮秒激光器種子光源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種被動調Q皮秒激光器種子光源，包括：泵浦源、聚焦透鏡、激光介質、可飽和吸收體、激光諧振腔、光纖聚焦準直系統和單模光纖。本實用新型的被動調Q皮秒激光器種子光源將第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構，所形成的激光諧振腔的長度縮短，在進一步減少體積增加結構緊湊性的同時，產生的激光脈沖輸出的脈沖更短；腔內損耗減少，激光器功率輸出與轉換效率提高。
【專利說明】一種被動調Q皮秒激光器種子光源
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及激光器【技術領域】，具體涉及一種被動調Q皮秒激光器種子光源。【背景技術】
[0002]一種被動調Q皮秒激光器種子光源由激光輻射本身來實現Q值變化，相對于主動調Q激光器具有很多優勢，如設計簡單、結構簡單及低成本，受到了廣泛的關注。在被動調Q激光器中主要利用可飽和吸收體來產生短脈沖、高峰值功率的激光脈沖輸出。可飽和吸收體的主要特征是其對光的吸收的飽和效應，表現為其對光的吸收隨著入射光強的增加而下降，透過率增加，最終達到飽和。當置于激光諧振腔內時，可飽和吸收體產生可變光損耗改變諧振腔的Q值，當泵浦源開始泵浦激光介質時，可飽和吸收體對激光介質發出的較弱的熒光有強吸收，遠未達到飽和狀態，此時激光介質的反轉粒子數不斷積累；隨著泵浦源的持續作用，激光介質的熒光發射變強，可飽和吸收體加速透明，由于吸收飽和作用，激光強度增加更快，吸收體最終完全飽和，諧振腔的損耗處于最低狀態，而激光介質累計的反轉粒子數大大超過閾值，于是激光器輸出一個尖峰脈沖。由于一般的可飽和吸收體的飽和過程發生在極短的時間內，儲存激光上能級的能量迅速釋放，使得輸出激光脈沖具有極高的峰值功率。
[0003]現有技術中的被動調Q激光器由于可飽和吸收體飽和時有一定的殘余吸收損耗，產生一定的腔內損耗，導致被動調Q激光器功率輸出與轉換效率無法提高。
[0004]鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本【技術領域】亟待解決的問題。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種被動調Q皮秒激光器種子光源，解決現有技術中激光器功率輸出與轉換效率低的技術問題。
[0006]本實用新型的目的可通過以下的技術措施來實現:
[0007]—種被動調Q皮秒激光器種子光源，包括:泵浦源、聚焦透鏡、激光介質、可飽和吸收體、激光諧振腔、光纖聚焦準直系統和單模光纖，所述泵浦源用于泵浦激光介質；所述聚焦鏡用于會聚所述泵浦源發出的泵浦光并將其耦合到所述激光介質中；所述可飽和吸收體置于所述激光介質之后，部分吸收激光介質發出的受激輻射，產生激光脈沖輸出；所述激光諧振腔包括第一介質鏡和第二介質鏡，第一介質鏡對泵浦光具有高透過率，對輸出的激光具有高反射率，第二介質鏡泵浦光具有高反射率，對輸出的激光具有高透過率，用于形成激光振蕩輸出，所述第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構。
[0008]優選地，所述第一介質鏡或第二介質鏡的基片上鍍有復合膜，所述復合膜由兩層具有不同折射率的介質膜交替堆疊形成，每一層介質膜反射特定波長的光，每一層介質膜的厚度為所述波長的1/4。
[0009]優選地，所述可飽和吸收體為石墨烯或碳納米管材料可飽和吸收體，厚度為I?5納米。
[0010]優選地，所述石墨烯材料可飽和吸收體中石墨烯材料的層數為I?10層。
[0011]優選地，所述可飽和吸收體采用摻鈷材料的固態介質。
[0012]優選地，所述激光介質為Nd =YAG晶體、Gr4+:YAG,Nd =YVO4晶體或Er:Yb:glass激光材料。
[0013]優選地，所述光纖聚焦準直系統為非球面透鏡。
[0014]與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于，本實用新型一種被動調Q皮秒激光器種子光源將第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構，所形成的激光諧振腔的長度縮短，在進一步減少體積增加結構緊湊性的同時，產生的激光脈沖輸出的脈沖更短；腔內損耗減少，激光器功率輸出與轉換效率提高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實施例1的一種被動調Q皮秒激光器種子光源的結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型實施例1的一種被動調Q皮秒激光器種子光源結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]本實用新型實施例提供了一種被動調Q皮秒激光器種子光源，包括:泵浦源、聚焦透鏡、激光介質、可飽和吸收體、激光諧振腔、光纖聚焦準直系統和單模光纖，所述泵浦源用于泵浦激光介質；所述聚焦鏡用于會聚所述泵浦源發出的泵浦光并將其耦合到所述激光介質中；所述可飽和吸收體置于所述激光介質之后，部分吸收激光介質發出的受激輻射，產生激光脈沖輸出；所述激光諧振腔包括第一介質鏡和第二介質鏡，第一介質鏡對泵浦光具有高透過率，對輸出的激光具有高反射率，第二介質鏡泵浦光具有高反射率，對輸出的激光具有高透過率，用于形成激光振蕩輸出，所述第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構。
[0019]具體地，本實用新型的一種被動調Q皮秒激光器種子光源將第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構，所形成的激光諧振腔的長度縮短，在進一步減少體積增加結構緊湊性的同時，產生的激光脈沖輸出的脈沖更短；腔內損耗減少，激光器功率輸出與轉換效率提高。
[0020]實施例1
[0021]本實用新型實施例1提供了一種被動調Q皮秒激光器種子光源，如圖1所示，該一種被動調Q皮秒激光器種子光源包括:泵浦源1、聚焦透鏡2、微片結構3、光纖聚焦準直系統4和單模光纖5。
[0022]請參見圖2所示，微片結構3包括:第一介質鏡301、激光介質302、可飽和吸收體303和第二介質鏡304，上述各元件依次緊密貼合形成微片結構，本實施例中，激光介質302采用Nd =YAG晶體、Gr4+:YAG,Nd =YVO4晶體或Er:Yb:glass激光材料；作為本實施例的一個優選方案，可飽和吸收體303采用石墨烯或碳納米管材料，可飽和吸收體303的厚度為I?5納米；進一步地，當可飽和吸收體303為石墨烯材料可飽和吸收體時,石墨烯材料的層數為I?10層。本實施例的可飽和吸收體303采用摻鈷材料的固態介質。第一介質鏡301的基片上鍍有復合膜，該復合膜由兩層具有不同折射率的介質膜交替堆疊形成，每一層介質膜反射特定波長的光，每一層介質膜的厚度為該波長的1/4。第二介質鏡304與第一介質鏡301的結構相同，在此不進行一一贅述。
[0023]泵浦源I設于激光介質302的一端用于對其進行泵浦；聚焦鏡2放在泵浦源I和激光介質302之間用于使來自泵浦源I的泵浦光進行會聚，提高泵浦光利用率。可飽和吸收體303置于激光介質302之后，部分吸收激光介質302發出的受激輻射，產生激光脈沖輸出；第一介質鏡301對泵浦光具有高透過率，對輸出激光高反，第二介質鏡304對泵浦光具有高反射率，對輸出激光具有高透過率，第一介質鏡301和第二介質鏡304用于形成激光振蕩輸出。第一介質鏡301、激光介質302、可飽和吸收體303和第二介質鏡304依次緊密貼合形成微片結構，所形成的激光諧振腔的長度縮短，在進一步減少體積增加結構緊湊性的同時，產生的激光脈沖輸出的脈沖更短；腔內損耗減少，激光器功率輸出與轉換效率提高。
[0024]光纖聚焦準直系統4對出射激光進行整形聚焦后，出射激光進入單模光纖5，其中，單模光纖5的模場直徑為25?35 μ m,數值孔徑為0.046，長度為0.4?lm，將單模光纖5的兩端用研磨機打磨成一定角度，從而起到抑制自激振蕩及端面反饋的作用。本實施例的光纖聚焦準直系統4為非球面透鏡。
[0025]泵浦源I發出的泵浦光垂直入射到聚焦透鏡2，經其聚焦后會聚入射到激光介質302對其進行泵浦，激光介質302吸收泵浦光能量，產生受激輻射，置于激光介質302之后的可飽和吸收體303部分吸收激光介質302發出的受激輻射，產生激光脈沖輸出；第一介質鏡301和第二介質鏡304均對于泵浦光具有高透過率、對于激光具有高反射率，形成激光諧振腔，受激輻射光在諧振腔中震蕩放大，達到輸出閾值時輸出激光，輸出激光經光纖聚焦準直系統4對其進行整形聚焦后，出射激光進入單模光纖5。
[0026]本領域技術人員應當理解，對于激光介質和可飽和吸收體的選擇可以適當改變，只要能夠實現激光激發輸出即可。
[0027]本實施例的被動調Q微片激光器，增加了光轉換效率，大大縮短了腔長和體積，激光器的結構更加緊湊。
[0028]實施例2
[0029]本實用新型實施例2提供了一種被動調Q皮秒激光器種子光源，如圖1所示，該被動調Q皮秒激光器種子光源包括:泵浦源1、聚焦透鏡2、微片結構3、光纖聚焦準直系統4和單模光纖5。
[0030]請參見圖2所示，微片結構3包括:第一介質鏡301、激光介質302、可飽和吸收體303和第二介質鏡304，上述各元件依次緊密貼合形成微片結構，本實施例中，激光介質302采用Nd =YAG晶體、Gr4+:YAG,Nd =YVO4晶體或Er:Yb:glass激光材料；作為本實施例的一個優選方案，可飽和吸收體303采用石墨烯或碳納米管材料，可飽和吸收體303的厚度為I?5納米；進一步地，當可飽和吸收體303為石墨烯材料可飽和吸收體時,石墨烯材料的層數為I?10層。
[0031]本實施例與實施例1的區別在于，第一介質鏡301和第二介質鏡304的設置方式與實施例1不同，本實施例的第一介質鏡301采用鍍膜的方式形成于激光介質302表面，第二介質鏡304采用鍍膜的方式形成于可飽和吸收體303表面。
[0032]本實施例的被動調Q皮秒激光器種子光源進一步將激光諧振腔的長度縮短，在減少體積增加結構緊湊性的同時，產生的激光脈沖輸出的脈沖更短；腔內損耗減少，激光器功率輸出與轉換效率提高。
[0033]以上所述本實用新型的【具體實施方式】，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何根據本實用新型的技術構思所做出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本實用新型權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，包括:泵浦源、聚焦透鏡、激光介質、可飽和吸收體、激光諧振腔、光纖聚焦準直系統和單模光纖，所述泵浦源用于泵浦激光介質；所述聚焦鏡用于會聚所述泵浦源發出的泵浦光并將其耦合到所述激光介質中；所述可飽和吸收體置于所述激光介質之后，部分吸收激光介質發出的受激輻射，產生激光脈沖輸出；所述激光諧振腔包括第一介質鏡和第二介質鏡，第一介質鏡對泵浦光具有高透過率，對輸出的激光具有高反射率，第二介質鏡對泵浦光具有高反射率，對輸出的激光具有高透過率，用于形成激光振蕩輸出，所述第一介質鏡、激光介質、可飽和吸收體和第二介質鏡依次緊密貼合形成微片結構。
2.根據權利要求1所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述第一介質鏡或第二介質鏡的基片上鍍有復合膜，所述復合膜由兩層具有不同折射率的介質膜交替堆疊形成，每一層介質膜反射特定波長的光，每一層介質膜的厚度為所述波長的1/4。
3.根據權利要求1所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述可飽和吸收體為石墨烯或碳納米管材料可飽和吸收體，厚度為I?5納米。
4.根據權利要求3所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述石墨烯材料可飽和吸收體中石墨烯材料的層數為I?10層。
5.根據權利要求1所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述可飽和吸收體采用摻鈷材料的固態介質。
6.根據權利要求1至4任一項所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述激光介質為Nd =YAG晶體、Gr4+:YAG、Nd =YVO4晶體或Er:Yb:glass激光材料。
7.根據權利要求4所述的一種被動調Q皮秒激光器種子光源，其特征在于，所述光纖聚焦準直系統為非球面透鏡。
【文檔編號】H01S3/08GK203617539SQ201320738473
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】牛崗, 楊林, 殷超云 申請人:武漢洛芙科技有限公司