[实用新型]自倍频自调Q固体板条激光器

说明书

技术领域

本实用新型属于固体激光器件，具体涉及一种自倍频自调Q固体板条激光器。

背景技术

由于光电子技术及其应用的不断发展，自倍频激光器越来越受到人们的关注。自倍频激光器是一种特殊的激光器，它利用基质的非线性效应把激活离子受激辐射产生的基频光进行频率转换，使激光器既可以输出基频光也可以输出倍频光。这种激光器简化了激光器设计，提高了激光器的实用效能。

当前自倍频激光器的发展主要是研制各种各样新晶体，但是这些新晶体大部分都因为光学性能较差，限制了发展。这些晶体当中铌酸锂(LiNbO₃)的应用最为广泛，它有良好的非线性系数，并且具有电光效应，可以利用其电光效应进行自调Q，但是其光折变损伤阈值较低，限制了倍频应用。作为自倍频晶体时，通常掺入氧化镁(MgO)或氧化锌(ZnO)降低光折变损伤。以铌酸锂为基础制备的周期性极化铌酸锂(periodically poled lithium niobate，简称PPLN)很好地解决了这一问题，因为PPLN的光折变损伤阈值有了显著的提高，避免了掺杂氧化物。并且PPLN的相位匹配条件与传统倍频晶体不同，传统的双折射相位匹配是利用非线性晶体的双折射特性和色散特性，通过选择光波的波矢方向和偏振方向来实现的；PPLN实现相位匹配的方法是准相位匹配技术，通过对晶体非线性系数的周期性调制(如铌酸锂晶体的周期性极化)来补偿互作用波之间的相位失配。与传统双折射相位匹配技术相比，使用准相位匹配技术没有走离效应、并且调谐范围几乎覆盖了铌酸锂晶体的通光范围，而且更重要的是当输入基频光和倍频光取同一偏振方向进行准相位匹配时，则可以充分利用LiNbO₃晶体的最大非线性系数d₃₃，同双折射相位匹配相比，有效转换效率提高了约20倍。

当前的自倍频激光器通常没有调Q装置，如图1所示，如果谐振腔内加入声光Q开关或电光Q开关，Q开关的插入损耗会增加谐振腔的损耗，降低了激光器的效率，使激光器的结构变得复杂。

图1取自文献1：薛迎红，王清月，柴路等。紧凑的新型Yb：GdYAB自倍频激光器。光学学报，2007，27(10)，1817～1820：图1所示激光器主要有以下部分构成，激光介质(01)、输出镜(02)、双色平面镜(03)泵浦源(04)、聚焦透镜(05)。

当前自倍频激光器倍频光的输出功率通常低于1W。例如144mW(源于文献1)、0.82W(源于文献2：Zhaojun LiuQingpu Wang，Xingyu Zhang。Self-frequency-doubled KTiOAsO₄ Raman 1aser emitting at 573nm，Optics Letters，2009，34(14)，2183～2185)。

所以，当前经过调Q的自倍频激光器存在效率低、结构复杂、输出功率低等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种自倍频自调Q固体板条激光器，该激光器应具有结构简单、结构紧凑、工作效率高，同时具有好的光束质量和倍频转换效率。

本实用新型的技术解决方案是：

一种自倍频自调Q固体板条激光器，特点在于该激光器构成包括激光固体板条、后腔镜、前腔镜、正电极、负电极、上导热绝缘片、下导热绝缘片、偏振器、电光调制驱动器、正电极导线、负电极导线、泵浦源、耦合准直透镜、耦合聚焦透镜、上冷却热沉和下冷却热沉，上述各元部件的位置关系如下：在所述的泵浦源的输出激光的前进方向依次是耦合准直透镜、耦合聚焦透镜、后腔镜、激光固体板条、偏振器和前腔镜；所述的激光固体板条是由掺杂的周期性极化铌酸锂晶体制成的长方体薄片，在所述的激光固体板条的上下两个大面分别为正电极和负电极，在所述的正电极之上依次上导热绝缘片和上冷却热沉，在所述的负电极之下依次是下导热绝缘片和下冷却热沉；所述的正电极和负电极分别通过正电极导线和负电极导线与所述的电光调制驱动器相连；所述的泵浦源的激光输出端位于所述的耦合准直透镜物方焦点处，所述的耦合聚焦透镜的像方焦点位于所述的激光固体板条内部并靠近所述的激光固体板条后端面。

所述的掺杂的周期性极化铌酸锂晶体为掺Nd离子的周期性极化铌酸锂晶体或掺Yb离子的周期性极化铌酸锂晶体。

所述的激光固体板条的长度介于3mm～50mm，宽度介于2mm～6mm，厚度介于0.5mm～2mm。

所述的泵浦源为激光器、或激光二极管阵列、或尾纤输出的激光二极管。