[发明专利]一种高功率单纵模掺钬固体激光器

说明书

本发明公开了一种高功率单纵模掺钬固体激光器，第一泵浦源和第二泵浦源位于Ho:YAG陶瓷横向两侧，Ho:YAG陶瓷纵向输出光路右边放置第一反射式体布拉格光栅VBG1，第一反射式体布拉格光栅VBG1反射的激光正入射到第二反射式体布拉格光栅VBG2上，通过第二反射式体布拉格光栅VBG2的正反射再经过第一反射式体布拉格光栅VBG1反射回Ho:YAG陶瓷的纵向输出光路，使两VBG的反射光谱有重叠，Ho:YAG陶瓷纵向输出光路的左边放置输出耦合镜。本发明的有益效果是输出的激光具有较窄的线宽，实现单纵模输出，并可以实现高功率运转。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，涉及一种高功率单纵模Ho:YAG陶瓷激光器。

背景技术

单模激光器输出的激光模式既是单纵模又是单横模。单纵模是指谐振腔内只有单一纵模(单一频率)进行振荡，单横模又称基横模，是指光强在光横截面上的分布为高斯分布。单模激光器的优点是没有模式竞争，激光的稳定性、相干性和光束质量都很好。在干涉彩虹全息、精密激光光谱、激光雷达、非线性频率转换、激光医学等多个领域有着广泛的应用。

产生单纵模输出的方法很多，主要方法有：1、短腔长法，缩短谐振腔长使纵模间隔大于增益曲线；2、色散腔法，在谐振腔内加入棱镜或光栅构成色散腔，使只有某一特定频率的纵模能够振荡；3、标准具法，在谐振腔内插入一参数合适的标准具，使只有单一纵模能通过标准具振荡；4、滤光片法，在腔内插入一双折射滤光片，使通过滤光片的光频率间隔大于增益线宽。获得单横模的主要方法是采取适当措施抑制高阶横模，保证谐振腔内只有基横模能够振荡。例如在腔内加人小孔光阑，减小腔菲涅尔数，采用非稳腔或临界腔，使用软边光栏或软边反射镜等。采用短腔长的方法获得单模输出，会使增益介质被限制在很小的长度，进而限制了激光器的输出功率；并且腔长过短，极易导致激光光束质量恶化、稳定性变差。采用色散腔法、标准具法和滤光片法等方法产生单模，会使激光器的结构变得复杂，损耗大，总体效率不高。

为了抑制高阶模式的产生，维持稳定的单纵模输出，以往的单纵模激光器的输出光功率大都维持在激光器工作阈值附近；为了获得高功率的单纵模激光，多数采用了光放大的方式，增加了系统的复杂性和成本。如果想获得高功率稳定的单纵模激光输出，现有的技术已经很难实现或者制造成本剧增。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高功率单纵模掺钬固体激光器，本发明的有益效果是将两个VBG结合使用，输出的激光具有较窄的线宽，然后再通过缩短腔长的方法，实现单纵模输出，并可以实现高功率运转。

本发明所采用的技术方案是由泵浦源、掺钬固体增益介质Ho:YAG陶瓷、两个反射式体布拉格光栅(volume Bragg grating，以下简称为VBG)和输出耦合镜组成。第一泵浦源、第二泵浦源、Ho:YAG陶瓷、第一反射式体布拉格光栅VBG1、第二反射式体布拉格光栅VBG2和输出耦合镜；第一泵浦源和第二泵浦源位于Ho:YAG陶瓷横向两侧，Ho:YAG陶瓷纵向输出光路右边放置第一反射式体布拉格光栅VBG1，第一反射式体布拉格光栅VBG1反射的激光正入射到第二反射式体布拉格光栅VBG2上，通过第二反射式体布拉格光栅VBG2的正反射再经过第一反射式体布拉格光栅VBG1反射回Ho:YAG陶瓷的纵向输出光路，从而实现第一反射式体布拉格光栅VBG1和第二反射式体布拉格光栅VBG2的角度调谐方式，使两VBG的反射光谱有重叠，Ho:YAG陶瓷纵向输出光路的左边放置输出耦合镜。