[发明专利]一种多波长激光器

说明书

一种多波长激光器，包括：成像结构谐振腔、增益介质、泵浦源；所述的成像结构腔的物面或像面上的光学元件，镀有针对不同波长的反射率不同的膜，使得各波长在每个镀膜区域的损耗不同，满足不同镀膜区域只有一种波长起振，实现激光器同时输出不同波长的激光，同时各类波长的空间占比、形状和能量占比通过激光镀膜控制。本发明实现了空间占比和能量占比可以自由调整的多波长输出，同时使得不同波长的激光在增益介质中的分布区域不同，避免了各波长的竞争。

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种多波长激光器。

背景技术

双波长激光器应用在激光医疗、激光光谱学、激光雷达、激光测量及非线性频率转换(太赫兹)等领域。目前产生双波长的主要原理是，增益介质不同发射峰(不同波长)的增益不一样，通过提高泵浦和控制输出镜的透过率使得增益较弱的发射峰的增益超过振荡阈值，获得双波长，但这种双波长激光器的双波长都处于低阶横模，处于同一空间域，两个波长处于竞争状态，在泵浦阈值附近只有增益最大的一个波长可以起振。

发明原理

传统的激光器，由于不同阶次的横模之间的损耗区别很大，导致只能有几个低阶横模产生，因此在传统激光器腔型产生的多波长是在同一空间，由于多波长在同一空间，因此会产生竞争，导致不同波长的输出不稳定，且能量占比也不能控制；传统的激光器一般最多产生两个波长，是由增益介质最大的两个增益峰值产生的。成像结构腔的激光腔型，不同横模的增益和损耗基本都是相同的，因此可以支持几万个横模同时起振，在成像腔的成像面上的光学元件上镀针对不同波长的光，反射率或者透过率不同，保证他们的损耗区别很大，这样在此镀膜区域只会有一种波长的激光起振，因此不同波长起振的区域大小、形状及能量占比都可以通过镀膜实现。

发明内容

本发明提出了一类新型多波长激光器，其特点在于，利用成像结构的谐振腔和腔镜镀膜工艺，使得不同波长的激光在增益介质中的分布区域不同，避免了各波长的竞争；且不同波长的空间占比、形状和能量占比调整相对比较自由。这种异空间多波长激光器在与物质相互作用中可以产生特殊作用。例如，在激光医疗过程中，不同组织对不同波长的激光反应不同，尤其是组织之间相邻时显得尤为重要，可以一次性进行处理，避免单波长激光多次作用过程中对其他组件进行的损伤。除了医疗，在工业加工过程中，尤其是批量生产异形件时，效率可以大大提高。

本发明技术解决方案如下：

一种新型多波长激光器，包括：成像结构谐振腔、增益介质、泵浦源，所述的成像结构腔的物面上的光学元件，镀有针对不同波长的反射率不同的膜，使得各波长在每个镀膜区域的损耗不同，满足不同镀膜区域只有一种波长起振，实现激光器同时输出不同波长的激光，各类波长的空间占比、形状和能量占比可以通过激光镀膜控制。

所述的成像结构谐振腔是带有透镜或者其他二元光学元件的成像系统。一般由物面、像面和频谱面组成(4F系统)，但也可以由物面和频谱面组成(半4F系统)。

所述的成像结构的谐振腔，可以通过透镜实现，也可以通过二元光学元件等其他光学元件实现。

所述的泵浦源，用于对激光增益介质进行激励，可以采用侧面泵浦或者端面泵浦的方式。

所述的成像结构谐振腔的物面上的光学元件，可以根据实际需求设计，在光学元件的表面镀有结构的激光膜，不同波长的激光的反射率不同，使得各波长损耗不同(也可以特别针对其他波长的激光设计为增透效果)，从而实现此区域只有一种波长起振，进一步的，不同波长的激光在激光增益介质中分区域工作，避免相互竞争，且腔镜镀膜可以方便的调节各个波长激光在总输出能量的占比。

所述的多波长激光器，其内光学元件镀膜可以根据实际情况进行选择，例如异形增益介质更优的增益介质的两个端面镀对激光有增透作用的激光膜，若选择端面泵浦结构则还可以选择镀对泵浦光也是高透的激光膜，若增益介质的端面作为物面，则增益介质的端面镀对不同波长激光反射率不同的膜。