[发明专利]基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器

权利要求书

1.基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，包括：全反镜一(1)、1/4波片(2)、激光增益介质(3)、偏振片(4)、全反镜二(5)、输出镜(6)和泵浦源(7)，全反镜一(1)、1/4波片(2)、激光增益介质(3)、偏振片(4)和输出镜(6)依次排列，通过偏振片(4)的作用形成一条支路，全反镜二(5)位于此支路中，所述全反镜一(1)、1/4波片(2)、激光增益介质(3)、偏振片(4)和输出镜(6)组成激光器谐振腔；

所述泵浦源(7)发出的泵浦光照射至激光增益介质(3)，当激光增益介质(3)的增益达到激光器谐振腔泵浦阈值时，谐振腔内激光开始振荡，由于谐振腔内偏振片(4)的作用，通过偏振片(4)靠近输出镜(6)端的偏振方向为水平P偏振，水平P偏振光依次经偏振片(4)高透、激光增益介质(3)放大、1/4波片(2)作用后变成圆偏振光，依次经全反镜一(1)反射、1/4波片(2)作用后变成垂直S偏振光，依次经激光增益介质(3)放大、偏振片(4)高反射作用后入射至激光器谐振腔外的全反镜二(5)，经全反镜二(5)反射回激光器谐振腔内，垂直S偏振光经偏振片(4)高反射作用后入射至激光增益介质(3)、1/4波片(2)、全反镜一(1)组成的支路中；

垂直S偏振光依次经激光增益介质(3)放大、1/4波片(2)作用后变成圆偏振光，依次经全反镜一(1)反射、1/4波片(2)作用后变成水平P偏振光，依次经激光增益介质(3)放大、偏振片(4)高透过作用后入射至输出镜(6)，经输出镜(6)反射再次进入偏振片(4)，按照上述过程完成一次完整振荡，最终通过输出镜(6)输出激光；

在一次完整的振荡时间内，振荡光在偏振片(4)与输出镜(6)之间往返两次，在偏振片(4)、激光增益介质(3)、1/4波片(2)和全反镜一(1)之间往返四次，此时4gl＞L-lnR，式中：g为激光增益介质(3)的增益，l为激光增益介质(3)的长度，L为激光器固有损耗，R为输出镜(6)的反射率，激光实现振荡输出；当激光器谐振腔损耗不变时，此时激光增益只需要原来激光增益的一半，激光器谐振腔泵浦阈值降低为原来的一半，达到改善低功率泵浦激光转化效率的目的。

2.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述全反镜一(1)和全反镜二(5)表面均镀有1064nm激光输出波长完全反射膜或946nm激光输出波长完全反射膜。

3.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，将1/4波片(2)替换为45度法拉第旋转器，所述1/4波片(2)和45度法拉第旋转器均用于激光往返通过时将线偏光偏振方向90度旋转。

4.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述激光增益介质(3)采用Nd:YAG晶体。

5.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述偏振片(4)的作用是对水平P偏振光高透、对垂直S偏振光高反，采用格兰棱镜、布儒斯特片和PBS偏振分光棱镜。

6.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述输出镜(6)表面镀有1064nm部分反射膜。

7.根据权利要求1所述的基于光偏振扭转提高弱泵浦激光效率的激光器，其特征在于，所述泵浦源(7)采用闪光灯或半导体侧面泵浦。