[发明专利]基于掺钕氟化镥锂晶体的全固态455nm脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光器，特别是一种基于掺钕氟化镥锂(以下简称为Nd:LiLuF)晶体的全固态455nm脉冲激光器

背景技术

蓝光波长处于海水的低损耗窗口，在远海和深海中传输更具有低损耗特性，所以455nm的蓝绿激光器已成为海洋应用及水下资源探测中的重要光源。可通过蓝绿激光信号依靠大气、空气/海水界面和海水作为光信道实现与深水之间的通讯；蓝绿激光器还可安装在水下载体上，实现水下探测。

目前要获得455nm激光输出，大多是采用钛宝石激光器获得910nm激光输出，之后利用倍频方法实现，但是此种方法结构较为复杂，且效率不高。利用激光二极管泵浦的掺钕晶体实现⁴F_3/2→⁴I_9/2能级跃迁，从而获得910nm的激光输出，之后利用倍频效应得到455nm蓝光是一种获得455nm蓝光输出的有效方法。

由于微弱的斯塔克能级分裂和负透镜效应，Nd:LiLuF晶体可以作为激光晶体高效稳定的获得910nm激光输出。2000年，M.Schmidt et al.报道了采用Nd:LiLuF晶体作为激光晶体获得910nm的激光输出，但是当时采用了792nm的调谐钛宝石激光器作为泵浦源，且输出光为连续光，结构较为复杂，不适用于水下通信。

发明内容

本发明的目的在于填补上述空白，提供一种适用于水下激光通信的基于掺钕氟化镥锂(Nd:LiLuF)晶体的全固态455nm脉冲激光器，该激光器具有结构紧凑、体积小、寿命长、工作稳定的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于掺钕氟化镥锂晶体的全固态455nm脉冲激光器，特点在于其构成包括带尾纤输出的激光二极管，沿该激光二极管输出激光的前进方向依次设置泵浦光耦合系统、包含有Nd:LiLuF晶体和电光调Q晶体的激光谐振腔和倍频晶体。

所述的激光谐振腔是由一个平面镜和具有一定曲率半径的平凹镜构成的半球形腔，在该激光谐振腔内设有水冷控温的Nd:LiLuF晶体和采用电光调Q方式的铌酸锂晶体。

所述的带尾纤输出的激光二极管由激光二极管和尾纤构成，所述的泵浦光耦合系统由两个焦距相同的凸透镜组成。

所述的倍频晶体为三硼酸锂(LBO)晶体。

所述的带尾纤输出的激光二极管输出的792nm连续激光通过泵浦光耦合系统进入包含有Nd:LiLuF晶体和电光调Q晶体的激光谐振腔，获得910nm的脉冲激光输出，该910nm的脉冲激光通过倍频晶体后产生455nm的脉冲激光输出。

本发明具有以下优点：

1、采用Nd:LiLuF晶体作为激光晶体，体积小，结构紧凑，性能稳定，使用方便。

2、由于Nd:LiLuF晶体的负透镜效应，本发明的激光谐振腔由平面镜和平凹镜组成的半球形腔结构，减小了由于热透镜效应带来的腔的不稳定性，以保证获得高稳定性的激光输出。

3、采用792nm的激光二极管直接泵浦，相比于808nm的激光二极管泵浦，Nd:LiLuF晶体的吸收效率更高，从而保证获得高效率的激光输出。

4、采用铌酸锂作为电光调Q晶体，半波电压较低，且不易潮解，适合水下通信。

5、采用三硼酸锂(LBO)晶体作为倍频晶体，晶体接收角较大，倍频效率高，工作稳定。

附图说明

图1为本发明基于掺钕氟化镥锂晶体的全固态455nm脉冲激光器的具体实施例的结构示意图

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明基于掺钕氟化镥锂晶体的全固态455nm脉冲激光器实施例的结构示意图。由图可见，本发明基于掺钕氟化镥锂晶体的全固态455nm脉冲激光器，其构成包括带尾纤输出的激光二极管1，沿该激光二极管1输出激光的前进方向依次设置泵浦光耦合系统2、包含有Nd:LiLuF晶体和电光调Q晶体的激光谐振腔3和倍频晶体4

所述的激光谐振腔3是由一个平面镜301和一定曲率半径的平凹镜302构成的半球形腔，在所述的激光谐振腔3内具有水冷控温的Nd:LiLuF晶体303和采用电光调Q方式的铌酸锂晶体304。

所述的带尾纤输出的激光二极管1由激光二极管101和尾纤102构成，所述的泵浦光耦合系统2由两个焦距相同的凸透镜组成。

所述的带尾纤输出的激光二极管1输出的792nm连续激光通过泵浦光耦合系统2进入包含有Nd:LiLuF晶体和电光调Q晶体的激光谐振腔3，获得910nm的脉冲激光输出，该910nm的脉冲激光通过倍频晶体4后产生455nm的脉冲激光输出。