[发明专利]一种535nm全固态倍频激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种535nm全固态倍频激光器，属固态激光技术领域。

背景技术

535nm激光在物理学、生物医学、以及激光投影方面都有重要的应用。

在物理领域，研究原子的对称性破坏是检验标准模型和探讨弱作用力的有效方法，进而从中发现新物理。其主要表现在弱作用力里的宇称不守衡(Parity non-conservation,PNC)现象上，而铊元素是研究PNC的重要元素之一。在做铊原子束的冷却以增加光谱精准度或者测量铊原子里某些禁带跃迁中的宇称不守衡现象等实验中，535nm(6P3/2-7S1/2)激光是做铊原子相关实验的重要光源。

在生物医学方面，人体血红蛋白吸收峰为542nm,目前医学上常使用532nm激光用于激光治疗，相对532nm激光535nm激光更接近人体血红蛋白吸收峰，因此535nm激光医用效果可以更好。

在投影领域，一方面人眼用于感受颜色的视椎细胞的对555nm响应最灵敏，与地球表面太阳光光谱的555nm峰值相对应。另一方面人眼对颜色的感知还跟人眼色彩感受器的相对响应度有关，人眼对绿光和红光的响应波长分别为540nm和570nm。这两个波段相隔较近，这使得所使用的绿光的波长的选择在激光投影方面对决定色域大小起着重要作用。使用523nm的绿光，可以得到最大的色域，但是考虑人眼的555nm波段的绿光感知最灵敏，所以最佳的投影使用波段选择是530-535nm。使用535nm激光投影比使用532nm激光投影更加鲜艳明亮。

目前根据报道的产生535nm激光的方法包括：采用Nd:GdVO4晶体，通过在谐振腔内插入体光栅进行选频抑制1064nm激光振荡，选择1070nm激光振荡，然后通过KTP倍频晶体倍频输出535nm激光(C.J.Liao,Y.H.Lien,T.Y.Chung,S.S.Yang,and J.T.Shy,“Lasing action of Nd:GdVO4at1070nm by Volumetric Bragg Grating,”in Conference on Lasers and Electro-Optics(Optical Societyof America,2007),paper CThE3.Bragg Grating)。或者采用Nd:SGG晶体产生1070nm激光然后通过倍频晶体倍频输出535nm激光(W.Liang,G.C.Sun,X.Yu,B.Z.Li,and G.Y.Jin,“Diode-pumped CW Nd:SGG laser at1070nm,”Laser Phys.Lett.8,No.5,363-365(2011)。第一种方法采用Nd:GdVO4晶体加体光栅的方式结构复杂，成本高，效率低。第二种方法采用Nd:SGG晶体，但是此晶体材料1070nm激光的受激发射截面较小，激光阈值高，效率较低。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明提供了应用在激光投影，生物医学和物理研究方面的535nm全固态倍频激光器。利用Nd:KLu(WO4)2晶体的⁴F_3/2-⁴I_11/2激光跃迁产生1070nm激光，然后经过倍频晶体倍频得到535nm激光输出。

本发明的技术方案如下：

一种535nm全固态倍频激光器，包括泵浦源、耦合透镜组、激光晶体、调Q器件、倍频晶体、输入镜M1、腔镜M2、输出镜M3和温度控制系统，泵浦源位于耦合透镜组之前，输入镜M1位于耦合透镜组之后，输入镜M1和输出镜M3构成耦合腔，耦合腔内放置腔镜M2将耦合腔分为前腔和后腔，前腔内依次放置激光晶体和调Q器件；后腔放置倍频晶体；激光晶体、调Q器件和倍频晶体均通过温度控制系统保持其温度恒定，其特征在于：输入镜M1镀有对泵浦光波段光透过率不小于99%、对1070nm波长的光反射率不小于99%的介质膜；腔镜M2镀有对1070nm波段光透过率不小于99%、对535nm波段光反射率不小于99%的介质膜；输出镜M3镀有对1070nm波段光反射率不小于99%、对535nm波段光透过率不小于96%的介质膜；激光晶体采用Nd:KLu(WO4)2晶体，晶体两个端面镀有对1070nm波段光透过率不小于99%的介质膜；倍频晶体两个端面镀有对1070nm波段光透过率不小于99%、对535nm波段光透过率不小于99%的介质膜。

所述激光晶体为Nd:KLu(WO4)2晶体,其钕离子的掺杂浓度在0.5%-3%之间，晶体切割方向为a切，长度在0.5mm到50mm之间。