[发明专利]高功率全固态紧凑皮秒激光器

说明书

一种高功率全固态紧凑皮秒激光器，包括底板、底层光路和上层光路，底层光路设在底板平面上，包括：半导体激光泵浦源、激光晶体和底层谐振腔，所述激光晶体设置在所述底层谐振腔内；所述底层谐振腔包括激光输出镜、热补偿负透镜、第一平凹反射镜、第一平面反射镜和平面输出镜；上层光路为由第二平凹反射镜和锁模装置构成的上层谐振腔；所述半导体激光泵浦源发出的泵浦光进入所述底层谐振腔，所述热补偿负透镜设在半导体激光泵浦源和所述激光晶体之间，在整个谐振腔内，信号光振荡一次的路线为:激光晶体、第一平凹反射镜、第一平面反射镜、平面输出镜、第一平面反射镜、第一平凹反射镜、激光晶体、热补偿负透镜、第二平凹反射镜、锁模装置、第二平凹反射镜、热补偿负透镜、激光晶体。

技术领域

本发明涉及固态皮秒激光器，具体涉及全固态紧凑皮秒激光器。

背景技术

随着超快激光技术的迅速发展，各种皮秒脉冲激光在工业加工、激光医疗、军事以及科学研究等领域的应用需求不断增加。例如:全固态皮秒激光器(脉冲10 皮秒左右，重复频率在80M 左右)，很好的符合了激光加工对激光器的性能需求，广泛应用于精细加工、准连续紫外电路板加工、激光材料处理、激光熔接、清洗、打标、晶片检测，以及精细三维印刷技术等方面。

由此可见，在体积小巧、结构紧凑、性能稳定、全固体化的器件上实现高功率、高效率、高稳起性和长寿命激光器的输出是激光领域今后发展的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现高功率高光束质量的全固态紧凑皮秒激光输出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高功率全固态紧凑皮秒激光器，包括底板、底层光路和上层光路，底层光路设在底板平面上，包括：半导体激光泵浦源、激光晶体和底层谐振腔，所述激光晶体设置在所述底层谐振腔内；所述底层谐振腔包括激光输出镜、热补偿负透镜、第一平凹反射镜、第一平面反射镜和平面输出镜；上层光路为由第二平凹反射镜和锁模装置构成的上层谐振腔；所述半导体激光泵浦源发出的泵浦光进入所述底层谐振腔，所述热补偿负透镜的射入面为平面，射出面为凸向所述激光晶体的凸面，所述凸面镀有高反射膜且曲率半径等于所述激光晶体的等效热透镜焦距的两倍，所述热补偿负透镜设在半导体激光泵浦源和所述激光晶体之间，紧邻所述激光晶体且具有仰角，其法线方向与泵浦光在垂直底板方向具有夹角，所述平面输出镜设置在所述热补偿负透镜的透射光路上且射入面镀信号光部分反射膜，在整个谐振腔内，信号光振荡一次的路线为:激光晶体、第一平凹反射镜、第一平面反射镜、平面输出镜、第一平面反射镜、第一平凹反射镜、激光晶体、热补偿负透镜、第二平凹反射镜、锁模装置、第二平凹反射镜、热补偿负透镜、激光晶体。

进一步，所述热补偿负透镜的射入面镀泵浦光增透膜。

进一步，所述激光晶体的射入面镀泵浦光增透膜，射出面镀信号光增透膜。

进一步，所述第一平凹反射镜和第二平凹反射镜的反射面镀信号光高反射膜。

进一步，所述锁模装置为半导体可饱和吸收镜。

进一步，所述平面输出镜对信号光的反射率为80% 。

在上述方案中，所述半导体激光泵浦源发出的泵浦光经光束整形装置准直聚焦后进入所述底层谐振腔。

在上述方案中，所述第一平凹反射镜的凹面曲率半径为1000mm 到1500mm，所述第二平凹反射镜的凹面曲率半径为200mm 到1000mm ，所述第一平凹反射镜和第二平凹反射镜的法线方向与信号光光路方向的夹角均为5度。

在上述方案中，所述激光输出镜放置在所述热补偿负透镜的反射光路上，且所述激光输出镜的反射面与入射光垂直。

在上述方案中，所述半导体可饱和吸收镜设置在所述第二平凹反射镜的反射光路上，并使得入射光从各自光路反射回去。

在上述方案中，所述激光输出镜对信号光的反射率为70% 。