[发明专利]基于氧化镓晶体的飞秒绿光激光器

说明书

本发明公开了一种飞秒绿光激光器，包括：泵浦源，用于输出泵浦激光；克尔透镜锁模系统，用于对泵浦激光进行锁模后输出锁模激光，克尔透镜锁模系统的输出光路中还包括倍频晶体，用于对所述锁模激光倍频后输出绿光激光。本发明采用的倍频晶体是氧化镓晶体。克尔透镜锁膜系统则是基于Yb：YCOB晶体。本发明输出的绿光锁模激光的最窄脉冲宽度可达到73fs，最高输出功率可达到70mW。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种基于氧化镓晶体的飞秒绿光激光器。

背景技术

随着制造业，远距离通信，激光医疗等领域对激光脉冲的要求越来越高，调Q激光器已经不能满足人们的要求了。各行各业的工作者都希望激光脉冲的脉冲持续时间更短，峰值功率和输出光信号的信噪比更高。这就促使了锁模激光器的诞生。主动锁模激光器输出脉冲的脉冲存在着一些缺陷如宽度较宽，稳定性差等，这也激励着人们寻找新的锁模方法。近年来，被动锁模技术被人们所发现，并进行了深入研究。根据近十年的研究，采用被动锁模技术的激光器可输出最短脉冲宽度在100fs以下的孤子光脉冲。

目前，掺镱的全固态激光器大部分采用的是可饱和吸收体辅助的被动锁模方式，这种锁模方式受限于材料带宽及损伤阈值等因素，不仅限制了激光器产生的激光脉冲宽度，而且易损坏，使得这种激光器的使用寿命普遍偏短，而且维护成本高。其原因就是可饱吸收体本身带来的。

绿光激光器在各个领域中的应用十分广泛。如在医疗方面，由于人眼对绿光十分敏感，所以绿光激光多用于眼科手术，该种绿光也可以用于治疗血管性疾病。由于绿光激光器的功率较高，所以不会对目标组织周围的皮肤产生过度伤害，增加了手术的安全性。除了在医疗方面的应用十分广泛，它在激光精密加工方面的应用也很多，由于绿光激光的亮度高，聚焦光斑小，所以非常适合对硬度、脆性高的材料进行加工。除此之外，它在电子工业领域中可以用来调整微型电阻的组织，还可以用作泵浦源等等。由此可见绿光激光的应用非常广泛，然而现在的绿光激光器的脉冲宽度普遍过宽，功率也不高。

根据最近的研究结果，利用SESAM在Yb系列晶体上实现了几百飞秒锁模激光脉冲的输出。但由于SESAM被动锁模受到材料本身窄的工作带宽，低的损伤阈值的影响。不仅限制激光脉冲宽度，而且SESAM本身长时运行易损坏，使激光器的使用寿命大大缩短，设备整体稳定性不佳。因此，需要基于新型锁模机制的振荡器来实现绿光飞秒锁模激光器，在提高激光系统的长期稳定性的同时还要使输出的锁模激光的脉冲宽度更窄、功率更高、腔型结构更为紧凑、工程实现更为便捷。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的是当前的绿光激光器的脉冲宽度普遍过宽，功率不高的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种飞秒绿光激光器，包括：泵浦源，用于输出泵浦激光；克尔透镜锁模系统，用于对泵浦激光进行锁模后输出锁模激光，所述克尔透镜锁模系统的输出光路中还包括倍频晶体，用于对所述锁模激光倍频后输出绿光激光。

根据本发明的优选实施方式，所述倍频晶体是氧化镓晶体。

根据本发明的优选实施方式，所所述克尔透镜锁膜系统包括Yb：YCOB晶体。

根据本发明的优选实施方式，所述克尔透镜锁膜系统还包括通水铜块，其置于所述Yb：YCOB晶体的下方，以保持该Yb：YCOB晶体的温度正常。

根据本发明的优选实施方式，所述克尔透镜锁膜系统还包括两块凹面镜、一块高反镜、一对三棱镜和一块输出镜，所述倍频晶体位于所述三棱镜和输出镜之间。

根据本发明的优选实施方式，所述泵浦源的中心频率是976nm，输出激光频率为520nm。

根据本发明的优选实施方式，所述输出绿光激光脉宽为76fs。