[发明专利]一种LD泵浦的微片式单纵模激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种LD泵浦的微片式单纵模激光器。

技术背景  自1985年国际上首次报道了LD泵浦单频Nd:YAG激光器以来，其应用领域不断拓宽，已广泛应用于科学研究、光谱、光学储存、相干通信、彩色显示、激光雷达、光学测量、引力波探测、医疗、种子源、二次谐波产生、参量振荡以及压缩态光场产生等领域。十多年来，人们研究了许多方式使激光器单纵模输出，已有环型腔、扭摆模腔(即在驻波腔内插入1/4波片)、短程吸收、双折射滤波片、薄片腔等。这些方案各有局限性。薄片腔内无法插入倍频元件，同时需要的腔太薄，难以获得较高功率，实用价值并不高；短程吸收法由于要求激光工作物质很短，难以得到较高的泵浦吸收效率；而其它方案或由于插入元件引起较大的损耗，或因为选频能力有限，也不容易获得较大功率的高效稳定单频输出。

目前市面上的单纵模激光器，大多采用环形腔或者是分离腔的结构，还没有成熟的微片式单纵模激光器出现，采用目前通常的结构，必然导致成本高、体积庞大，结构复杂、功耗大等等限制单纵模激光在很多场合广泛应用的不利因素。

发明内容

发明目的是提供一种光斑模式好、效率高、功耗小、结构简单、成本低、体积小的LD泵浦的微片式单纵模固体激光器。

本发明采用以下技术方案：固体激光器包括LD泵浦光源、泵浦耦合透镜、微片式激光谐振腔，其中微片式激光谐振腔包括激光晶体、两块波片以及除激光晶体以外的光学元件，两块波片采用双折射晶体材料，两块波片为基频光的1/4波片，设在微片式激光谐振腔的两端，并与激光晶体、除激光晶体以外的光学元件胶合成一体，并且在两端面镀激光谐振腔膜，微片式激光谐振腔内元件的光轴均在与通光方向垂直的平面内，两块波片的光轴正交或者平行。

上述的激光晶体采用均匀介质材料或双折射晶体材料，当采用双折射晶体材料时，激光晶体的光轴与波片的光轴方向成45°夹角。

上述的除激光晶体以外的光学元件采用均匀介质材料或双折射晶体材料，当采用双折射晶体材料时，除激光晶体以外的光学元件与波片的光轴方向方向成45°夹角。

上述的激光晶体与除激光晶体以外的光学元件均采用双折射晶体材料时，他们的光轴方向正交或者平行。

上述的激光晶体与除激光晶体以外的光学元件的前后位置可以互换。

上述的除激光晶体外的光学元件为非线性晶体、选膜元件、温度补偿元件。

本发明采用上述技术方案，LD泵浦微片式激光谐振腔后，基频光在腔内振荡，由于两块波片均为基频光的1/4波片，因此基频光来回通过波片时，等效为1/2波片，基频光的偏振方向将转90度，即与原来方向正交，因此，两个1/4波片将使得腔内本征模式在激光晶体中进一步均匀化，在激光晶体中将不会出现空间烧孔。为了进一步保证实现单纵模，将尽量缩短腔长，增加纵模间隔，使得纵模间的增益系数差距加大，从而更有利于单纵模的形成。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步阐述：

图1是本发明单纵模激光器之一的光学结构图示意图。

具体实施方式

请参阅1所示，本发明包括LD泵浦光源1、泵浦耦合透镜2、微片式激光谐振腔3，其中微片式激光谐振腔3包括激光晶体302、两块波片301、304以及除激光晶体以外的光学元件303，微片式激光谐振腔3内元件的光轴均在与通光方向垂直的平面内，两块波片301、304采用双折射晶体材料，两块波片301、304为基频光的1/4波片，设在微片式激光谐振腔3的两端，并与激光晶体302、除激光晶体以外的光学元件303胶合成一体，并且在两端面镀激光谐振腔膜S1、S2，两块波片301、304的光轴正交或者平行，两者长度尽量相同。激光晶体302可以采用均匀介质材料或双折射晶体材料，当采用双折射晶体材料时，波片301、304的光轴方向和激光晶体302的光轴方向成45°度夹角。除激光晶体以外的光学元件303为非线性晶体、选膜元件、温度补偿元件，可以采用均匀介质材料或双折射晶体材料，当采用双折射晶体材料时，波片301、304的光轴方向和除激光晶体以外的光学元件303的光轴方向成45°度夹角。当激光晶体302与除激光晶体以外的光学元件303均采用双折射晶体材料时，他们的光轴方向正交或者平行，激光晶体302与除激光晶体以外的光学元件303的前后位置可以互换。