[发明专利]一种基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器

权利要求书

1.一种基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器，包括泵浦源（1），其特征在于：泵浦源（1）顺序连接有光学耦合系统（2）、输入镜（3）、零增益中心的激光介质（4），零增益中心的激光介质（4）前端设置有输出镜（5），所述光学耦合系统（2）包括两个构成开普勒望远镜系统的透镜，所述两个透镜对泵浦光斑进行缩束或扩束，所述激光介质（4）为中心开有通孔的圆柱状结构陶瓷或晶体，通孔区域为零增益圆形区域（7），激光介质（4）除通孔外为激光粒子掺杂环形区域（6）；所述激光介质（4）的零增益中心半径a小于泵浦光斑的半径b，所获得的涡旋激光的拓扑数是由零增益中心半径a、泵浦光斑的半径b、腔内基横模束腰半径w₀三者决定：即当满足0.45<a/w₀<0.65，0.8<(b-a)/w₀<1.2时，可输出拓扑数为l=1的LG模式涡旋激光；当满足0.65<a/w₀<0.85，0.8<(b-a)/w₀<1.2时，可输出拓扑数为l=2的LG模式涡旋激光，上述范围为预设值。

2.根据权利要求1所述的基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器，其特征在于：所述激光介质（4）的激光粒子掺杂环形区域（6）为稀土离子Nd³⁺、Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Pr³⁺、Dy³⁺中的一种，或者是过渡金属离子Ti³⁺、Cr²⁺、Cr⁴⁺、Fe²⁺中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器，其特征在于：所述泵浦源（1）包括半导体激光二极管LD、光纤激光器以及固体激光器，其输出波长对应激光介质材料的吸收波长，泵浦方式是端面泵浦。

4.根据权利要求1所述的基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器，其特征在于：所述输入镜（3）是平面镜或者凹面镜，在泵浦光入射面镀以对泵浦光高透的介质膜，透过率≥90%；并同时在输入镜（3）另外一侧镀以对输出激光波长反射率≥99%的介质膜。

5.根据权利要求1所述的基于激光介质中心零增益结构的涡旋激光器，其特征在于：所述输出镜（5）是平面镜或者凹面镜，镀以对振荡激光部分反射的介质膜，反射率为50%-99%。