[发明专利]激光二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:(YLa)2 O3 全固态飞秒激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种激光二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:(YLa)₂O₃全固态飞秒激光器。

背景技术

激光二级管泵浦的全固态飞秒激光器具有结构紧凑，效率高，稳定性好等优点，能够输出高峰值功率、窄脉冲宽度和高光束质量的激光脉冲，被广泛应用在军事、工业、医疗和科研等领域，是目前激光器研究的热点之一。

随着高功率、高亮度的激光二极管的发展，各种全固态晶体、陶瓷以及其他材料被用作于产生飞秒激光的研究中。在众多的材料当中，掺杂Yb³⁺离子的激光材料具有很大的优势，这种晶体具有很多优良的特性，例如没有激发态的吸收，没有交叉弛豫，很高的量子效率，很小的量子亏损，很长的荧光寿命以及具有很宽的发射带宽，十分适合用作飞秒激光产生的增益介质。但是目前全固态锁模激光器大部分采用的是SESAM(semiconductor saturable absorber mirror,半导体可饱和吸收镜)辅助的被动锁模方式。SESAM被动锁模受限于SESAM本身的带宽及色散等因素，限制锁模脉冲的宽度。另外SESAM本身易损坏，制约着激光器的使用寿命及长期稳定性。

Yb:(YLa)₂O₃是一种新型的掺Yb³⁺激光陶瓷，具有优异的物理化学和光学性能，是一种非常有潜力的用于产生飞秒激光脉冲的激光陶瓷。2012年，Z.L.Wang等人首次使用Yb:(YLa)₂O₃陶瓷实现了730fs的SESAM锁模脉冲激光（文献1.Z.L.Wang et al.,Laser Phys.22129(2012)）。同年Jiangfeng Zhu等人在Yb:(YLa)₂O₃陶瓷上也实现了SESAM锁模，锁模脉冲的宽度为357fs（文献2.Jiangfeng Zhu et al.,Chin.Opt.Lett.1012(2012)）。截至目前为止，在Yb:(YLa)₂O₃陶瓷中实现的全是SESAM锁模，脉冲宽度最短是357fs。为了得到更短的锁模脉冲，首次在Yb:(YLa)₂O₃陶瓷实现了克尔透镜锁模，锁模脉冲宽度为170fs，比较以前的Yb:(YLa)₂O₃陶瓷激光器有了明显的进步。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种激光二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:(YLa)₂O₃全固态飞秒激光器，旨在解决现有的在Yb:(YLa)₂O₃陶瓷中实现的全是SESAM锁模，脉冲宽度最短是357fs，在锁模脉冲宽度受限制的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种激光二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:(YLa)₂O₃全固态飞秒激光器，该激光二极管泵浦的克尔透镜锁模Yb:(YLa)₂O₃全固态飞秒激光器包括：泵浦源、光学耦合聚焦系统、Yb:(YLa)₂O₃激光陶瓷、第一凹面镜、第二凹面镜、GTI反射镜、平面反射镜、第一三棱镜、第二三棱镜、输出镜；

泵浦源，用于输出泵浦激光；

光学耦合聚焦系统，用于将泵浦源产生的泵浦激光聚焦到Yb:(YLa)₂O₃激光陶瓷上；

第一凹面镜，接受Yb:(YLa)₂O₃激光陶瓷产生的增益激光，用于同第二凹面镜形成共焦结构；

激光陶瓷Yb:(YLa)₂O₃，接收光学耦合聚焦系统聚焦的泵浦激光，用于形成激光增益；

第二凹面镜，接收Yb:(YLa)₂O₃激光陶瓷产生的增益激光，用于同第一凹面镜形成共焦结构，并反射到GTI反射镜上；

GTI反射镜，接收第二凹面镜反射的产生的增益激光，用于在腔内提供负色散，并反射到平面反射镜上；

平面反射镜，反射增益激光并将按原路返回，用于构成谐振器的一个端镜；到达第一凹面镜并被第一凹面镜反射到第一三棱镜上；

第一三棱镜，接收第一凹面镜反射的增益激光，用于提供负色散；