專利名稱：一種高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體激光技術(shù)，具體涉及一種新型的高光束質(zhì)量的脈沖 摻鈦藍(lán)寶石激光裝置。
背景技術(shù)：
超短超強(qiáng)激光是近十年來激光技術(shù)和物理學(xué)最前沿的研究內(nèi)容之 一，由于這一研究領(lǐng)域的持續(xù)快速發(fā)展，目前人們在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)得到聚焦功率密度大于10"W/cm"的光場強(qiáng)度。在這種超高強(qiáng)度光場的作用下， 物質(zhì)將表現(xiàn)出前所未有的極端非線性效應(yīng)，并導(dǎo)致許多全新的物理現(xiàn)象 和物理問題，從而為人們?nèi)〉脛?chuàng)新的學(xué)術(shù)思想提供了重要的前沿研究平 臺(tái)?；谶泵}沖放大技術(shù)的摻鈦藍(lán)寶石激光放大裝置，因其增益高、 輸出能量大以及性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，已成為超短超強(qiáng)激光脈沖的標(biāo)準(zhǔn) 臺(tái)面來源，在強(qiáng)場科學(xué)領(lǐng)域具有極其廣泛和重要的研究及應(yīng)用價(jià)值依據(jù)不同的能量輸出要求，激光放大裝置可能有多級組成，基本可 分為預(yù)放大和主放大，前者屬于小信號放大，后者則屬于強(qiáng)信號放大。 預(yù)放大器一般分為再生放大和多通放大，其將經(jīng)過展寬后的鎖模激光直 接放大，能夠把nJ量級的脈沖能量放大到mJ量級，放大比達(dá)到106 107 量級。為了提高增益，同時(shí)也為降低激光脈沖(包括泵浦光和振蕩光) 對增益晶體表面的破壞，人們在放大器中使用的摻鈦藍(lán)寶石晶體長度一般都在10mm以上。放大過程中，當(dāng)泵浦激光脈沖注入摻鈦藍(lán)寶石晶體 后，至少有30%的泵浦能量轉(zhuǎn)換為熱能沉積在晶體中(;;=i —= i = o 335 )[文獻(xiàn)i v Ramanathan, J. Lee， S. B. Xu，Lg 800腦X. M. Wang, L. Williams, W. Malphurs^ and D. H. Reitze, "Jwa/拜's o/ Aerwa/ a6erra"ora a /z妙 average power s/"g/e加ge 7Ijap/ /2/re regewera"'ve c/z/T-ped戸/se a附/ /zy w5V附w/加'ow awd exper/m^， Review of Scientific Instruments77 103103 (2006)，文獻(xiàn)2， G. Wagner, M. Shiler, and V. Wulfmeyer， "5Vm"/加'ora o/ /zer附a/ /em/wg q/" a 77.'tSa/ / /z/re c，to/ewd-pwwpec/ w欣/z妙average powW, Optics Express 13 8045 (2005)],熱源 與泵浦激光在晶體中的空間分布相同，由于激光介質(zhì)激活區(qū)內(nèi)溫度的不 均勻分布會(huì)產(chǎn)生如熱透鏡、熱致雙折射等熱效應(yīng)，這些效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致腔內(nèi) 光斑模式的畸變，從而導(dǎo)致最終輸出激光的光束質(zhì)量以及脈沖能量的降 4氐[文獻(xiàn)3， Koechner, 5b/zW-5^^E^gz.weerz.wg, 3rd ed., Springer Series in Optical Sciences, Berlin, Germany: SpringefVerlag (1992"，嚴(yán)重時(shí) 由于聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致晶體及儀器的損壞。因此高效率的散熱和對激光介 質(zhì)激活區(qū)內(nèi)溫度差造成的熱效應(yīng)的消除，通常是設(shè)計(jì)激光器，尤其是大 能量、高重復(fù)頻率激光系統(tǒng)時(shí)需要考慮的重要因素之一。為盡可能的減小熱效應(yīng)的影響，人們曾采取多種措施對激光放大器 內(nèi)的摻鈦藍(lán)寶石晶體進(jìn)行致冷，如水循環(huán)冷卻、熱電致冷[文獻(xiàn)4， N. Zhavoronkov and G. Korn, "Wegeweradve am/ /zy c加'ow o//^tosecowd /oser pw/say 77:ra/7/7/n>e wMtoh'/o/zerte Opt. Lett. 29 198(2004)]甚至于利用復(fù)雜的液氮杜瓦裝置進(jìn)行冷4P[文獻(xiàn)5， S. Backus, R. Battels, S. Thompson, R. Dollinger， H. C. Kapteyn， and M.M. Murnane,^"ew" ， Opt. Lett26 465 (2001)]等等，但晶體內(nèi)部的熱傳導(dǎo)畢竟是需要一 定時(shí)間的，因此其內(nèi)部的溫度梯度依舊存在，不能完全消除熱透鏡現(xiàn)象。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有的毫焦耳級輸出能量的摻鈦藍(lán)寶石激光裝￡存在的上述問 題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的高光束質(zhì)量的脈沖 摻鈦藍(lán)寶石激光器，并且能夠有效消除晶體內(nèi)熱效應(yīng)的影響，從而提高 最終輸出激光的光束質(zhì)量以及脈沖能量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激 光器，包括泵浦源、激光諧振腔、光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述激光諧振腔至少 包括一個(gè)激光增益介質(zhì)和一個(gè)輸出鏡，所述激光增益介質(zhì)為薄片摻鈦藍(lán) 寶石晶體，所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體的前表面鍍有可使泵浦激光g蕩激光在垂直入射下增透的雙色高閾值介質(zhì)膜，后表面鍍有可使泵浦激光 和振蕩激光在垂直入射下全反的雙色高閾值介質(zhì)朦所述光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng) 包括至少 一個(gè)無氧銅的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體鍍有全反雙色高閾值介質(zhì)膜的一側(cè)用焊料焊在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在一個(gè) 外接循環(huán)水并可以調(diào)節(jié)俯仰和角度的熱沉上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)與熱沉之間設(shè)有TEC致冷片。進(jìn)一步，所述激光諧振腔還包括至少一個(gè)反射鏡u進(jìn)一步，所述TEC致冷片的冷卻溫度為-40。C ~ 15。C之間，當(dāng)溫度在 零攝氏度以下時(shí)，需要將所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體封裝在真空室中。 進(jìn)一步，所述輸出鏡為平面鏡或凹面鏡或凸面鏡。 進(jìn)一步，所述泵浦源為任意脈沖的綠光激光器，采用端面泵浦的方式。進(jìn)一步，所述任意脈沖的綠光激光器具體為倍頻Nd:YAG激光器或 倍頻Nd:YLF激光器。進(jìn)一步，所述諧振腔為線性腔或環(huán)形腔。進(jìn)一步，所述激光諧振腔內(nèi)還設(shè)有波長調(diào)諧元件，對激光實(shí)現(xiàn)中心 波長和帶寬的調(diào)諧。本發(fā)明提供了 一種利用薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體作為激光增益介質(zhì)的新 方法，相比于傳統(tǒng)的塊狀或棒狀摻鈦藍(lán)寶石晶體，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體 可以有效散熱，避免熱透鏡效應(yīng)的產(chǎn)生。薄片的其中一個(gè)表面鍍有泵浦 激光和振蕩激光在垂直入射下全反的雙色高閾值介質(zhì)膜，在激光腔中可 作為全反鏡使用，減少了光學(xué)元件的數(shù)量，簡化了腔型。與采用傳統(tǒng)透 射式塊狀或棒狀增益晶體得到毫焦耳級能量輸出的鈦寶石激光器相比， 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，激光腔僅包含一個(gè)摻鈦藍(lán)寶石薄片和一個(gè)輸出鏡，僅 需調(diào)節(jié)少數(shù)幾個(gè)光學(xué)元件就可得到毫焦耳級能量的鈦寶石激光輸出，且 輸出激光轉(zhuǎn)換效率高，能量穩(wěn)定，光束質(zhì)量好。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一 步詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例3、實(shí)施例4和實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體的冷卻結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:如圖1所示，激光諧振腔由薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2和平面輸出鏡3 構(gòu)成。如圖6所示，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2，尺寸為06mmx2mm，前表 面21作為激光的透射面，鍍有垂直入射下對520nm 540nm和750nm~ 850nm波段增透的雙色高閾值介質(zhì)膜，后表面22作為激光的反射面，鍍 有垂直入射下對520nm 540nm和750nm ~ 850nm波革殳全反的雙色高閾值 介質(zhì)膜。薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2在激光腔中不僅作為增益介質(zhì)，其后表 面亦作為平面全反腔鏡。如圖6所示，用銦或金作為焊料將薄片摻鈦藍(lán) 寶石晶體2鍍有全反膜的一面焊在一個(gè)無氧銅旋轉(zhuǎn)臺(tái)101上。旋轉(zhuǎn)臺(tái)101 固定在可以調(diào)節(jié)俯仰和角度的熱沉102上，熱沉102的兩端用沖象皮管4妻 入水冷循環(huán)，進(jìn)水管為104，出水管為105。旋轉(zhuǎn)臺(tái)與熱沉之間是一塊TEC (Thermoelectric cooling熱電冷卻)致冷片103,致冷片103夕卜接恒流 電源致冷，并由控溫裝置將冷卻溫度控制在1(TC。平面輸出鏡3為平面 融石英晶片，鍍有垂直入射下在750nm~ 850nm波^殳透過率為20%的高 閾值介質(zhì)膜，置于二維可調(diào)的微調(diào)架上。兩個(gè)平面全反鏡組成爬高器7， 鍍有45°入射角下對520nm 540nm波段全反的高閾值介質(zhì)膜，泵浦激光 器l輸出的激光經(jīng)由爬高器反射后，光高降低至65mm。平面全反鏡4、 5鍍有45°入射角下對520nm 540nm波段全反的高閾值介質(zhì)膜，置于二 維可調(diào)的微調(diào)架上，調(diào)節(jié)平面全反鏡4、 5的位置，使泵浦激光入射到薄 片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的中心。聚焦透鏡6的焦距為500mm,鍍有垂直入 射下對520nm 540nm波段增透的高閾值介質(zhì)膜，置于可調(diào)節(jié)升降和左右 位置的調(diào)節(jié)架上，調(diào)節(jié)聚焦透鏡6的位置保證泵浦激光入射于薄片摻鈦 藍(lán)寶石晶體2的中心，且在薄片摻鈥藍(lán)寶石晶體2中的光斑直徑為2mm 左右。沿薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2通光面的中心軸線旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)，使得薄片 摻鈦藍(lán)寶石晶體2對泵浦光吸收最強(qiáng)。調(diào)節(jié)薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2和平 面輸出鏡3的位置使兩者平行，且振蕩激光與入射到薄片摻鈦藍(lán)寶石晶 體2的泵浦激光夾角小于5。，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2和平面輸出鏡3之 間的距離為300mm,輸出激光光高為65mm。泵浦激光器1為Spectra-Physics公司生產(chǎn)的Nd:YAG "參釹《乙鋁石榴石)倍頻激光器，波長532nm,重復(fù)頻率10Hz，脈沖寬度7ns。泵浦激光器1輸出50mJ能量的泵浦光，可獲得8mJ的鈦寶石激光輸出，重復(fù)頻率10Hz。泵浦激光采用端面泵浦方式，由聚焦透鏡聚焦入射到揭"鈥藍(lán) 寶石薄片中，薄片吸收泵浦光產(chǎn)生受激輻射，未被吸收完全的泵浦光經(jīng) 過摻鈦藍(lán)寶石薄片的反射面反射，再次進(jìn)入摻鈦藍(lán)寶石薄片中，被二次 吸收。TEC致冷可以由控溫裝置將冷卻溫度設(shè)置在-40。C ~ 15。C之間，溫控 精度優(yōu)于土0.50C。當(dāng)溫度在零度以下時(shí)，需要將晶體封裝在真空室中。 致冷裝置還可以是水冷裝置或風(fēng)冷裝置或其他低溫致冷裝i激光諧振腔可以是線性腔，也可以是環(huán)形腔。當(dāng)采用線性折疊腔或 環(huán)形腔時(shí)，需要增加若干反射鏡作為腔鏡，反射鏡既可作為折疊鏡使用， 也可作為端鏡使用。根據(jù)反射鏡在腔內(nèi)對激光的反射角度，對其鍍有0~ 5°入射角下或45°入射角下對750nm- 850nm波,更全反的高閾值介質(zhì) 膜。在線性折疊腔或環(huán)形腔中，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體可以作為小角度折 疊鏡或反射端鏡使用。輸出鏡也可以采用曲率半徑較長的凹面鏡或凸面銑與摻鈦藍(lán)寶石 薄片的距離根據(jù)曲率半徑大小需要做相應(yīng)的調(diào)整。也可以采用多塊鈦寶石晶體作為激光增益介質(zhì)。例如，對于兩塊增 益晶體，則采用兩路泵浦光泵浦。實(shí)施例2:如圖1所示，泵浦激光器1為Coherent公司生產(chǎn)的Nd:YLF(摻釹氟 化釔鋰)倍頻激光器，波長527nm，重復(fù)頻率lkHz,脈沖寬度200ns左 右。除泵浦激光器l外，其他各元件的具體參數(shù)和安裝與實(shí)施例l相同。 調(diào)節(jié)聚焦透鏡6的位置使其與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為65cm,泵 浦激光器1輸出8mJ能量的泵浦光，可獲得1.5mJ的鈦寶石激光輸出， 重復(fù)頻率lkHz。實(shí)施例3:如圖2所示，激光諧振腔由薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2、平面輸出鏡3 和凹面鏡8構(gòu)成。凹面鏡8的曲率半徑為2m，凹面鍍有0~5°入射角對 750nm 850nm波段全反的高閾值介質(zhì)膜。除凹面鏡8外，其他各元件的 具體參數(shù)與實(shí)施例i相同，安裝如圖2所示。凹面鏡8置于二維可調(diào)的微調(diào)架上，調(diào)節(jié)凹面鏡8的位置使其與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為 54cm，凹面鏡8的折疊角小于5。。調(diào)節(jié)平面輸出鏡3，使入射光沿原路 返回，平面輸出鏡3與凹面鏡8的距離為30cm。調(diào)節(jié)聚焦透鏡6的位置，使其與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為 61cm。泵浦激光器1輸出6.5mJ能量的泵浦光，可獲得2mJ的鈦寶石激 光輸出，重復(fù)頻率10Hz。調(diào)節(jié)聚焦透鏡6的位置，使其與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為 62cm。泵浦激光器l輸出12mJ能量的泵浦光，可獲得3.5mJ的鈦寶石激 光輸出，重復(fù)頻率10Hz。實(shí)施例4:如圖2所示，泵浦激光器1為Coherent公司生產(chǎn)的Nd:YLF倍頻激 光器，波長527nm，重復(fù)頻率lkHz,脈沖寬度200ns左右。除泵浦激光 器1夕卜，其他各元件的具體參數(shù)和安裝與實(shí)施例3相同。調(diào)節(jié)平面輸出 鏡3的位置使其與凹面鏡8的距離為50cm，調(diào)節(jié)聚焦透鏡6的位置使其 與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為71cm。泵浦激光器1輸出8mJ能量的 泵浦光，可獲得2mJ的鈦寶石激光輸出，重復(fù)頻率lkHz。實(shí)施例5:如圖2所示，平面輸出鏡3鍍有垂直入射下在750nm~ 850nm波段 透過率為10%的高閾值介質(zhì)膜。除平面輸出鏡3外，其他各元件的具體 參數(shù)和安裝如實(shí)施例4。泵浦激光器1輸出8mJ能量的泵浦光，可獲得 2.5mJ的鈦寶石激光輸出，重復(fù)頻率lkHz。實(shí)施例6:如圖3所示，各元件的具體參數(shù)與實(shí)施例4相同。調(diào)節(jié)薄片摻鈦藍(lán) 寶石晶體2使腔內(nèi)振蕩激光的折疊角小于5。，調(diào)節(jié)平面輸出鏡3，使入 射光沿原路返回，平面輸出鏡3與薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2的距離為42cm, 凹面鏡8與薄片摻鈥藍(lán)寶石晶體2的距離為50cm。泵浦激光器1輸出8mJ 能量的泵浦光，可獲得2.1mJ的鈦寶石激光輸出，重復(fù)頻率lkHz。實(shí)施例7:如圖4所示，激光諧振腔為環(huán)形腔，由薄片摻4太藍(lán)寶石晶體2、凹面 鏡8、反射鏡9和平面輸出鏡3構(gòu)成。反射鏡9鍍有0-5°入射角對 750nm 850nm波段全反的高閾值介質(zhì)膜，置于二維可調(diào)的微調(diào)架上。除 反射鏡9外，其他各元件的具體參數(shù)與實(shí)施例4相同。調(diào)節(jié)腔內(nèi)各元件， 使各自的折疊角均小于5° ，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2與凹面鏡8距離 50cm，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2與反射鏡9距離31cm，輸出鏡3與反射鏡 9距離24cm，凹面鏡8與輸出鏡3距離43cm。泵浦激光器1輸出8mJ 能量的泵浦光，可獲得2束鈦寶石激光輸出，每束激光的能量均為0.8mJ， 重復(fù)頻率lkHz。實(shí)施例8:如圖5所示，激光諧振腔由薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體2、平面輸出鏡3 和凹面鏡8構(gòu)成，腔內(nèi)插入三棱鏡10和狹縫11作為波長調(diào)諧元件。薄 片摻鈥藍(lán)寶石晶體2與凹面鏡8距離50cm,凹面鏡8與三棱鏡IO距離 27cm,三棱鏡8與輸出鏡3距離10cm，狹縫11與輸出鏡3距離2cm。 三棱鏡10為石英棱鏡，頂角為69° ，底邊尺寸為2cm，位于水平旋轉(zhuǎn)臺(tái) 和40x40mm的平移臺(tái)上，以布儒斯特角放置。兩個(gè)分列與振蕩激光左 右兩側(cè)的刀片構(gòu)成狹縫11,兩個(gè)刀片分別置于40x 40mm的平移臺(tái)上。 除三棱鏡10和狹縫11外，其他各元件的具體參數(shù)與實(shí)施例4相同。平 移臺(tái)移動(dòng)方向與激光傳輸方向垂直。移動(dòng)其中一個(gè)刀片輸出激光中心波 長趨向長波，移動(dòng)另一個(gè)刀片輸出激光中心波長趨向短〉先改變狹縫11 的寬度輸出激光帶寬隨之發(fā)生改變。本發(fā)明中作為激光增益介質(zhì)的摻鈦藍(lán)寶石激光晶體的一個(gè)通光面鍍 有對振蕩光及泵浦光均增透的高閾值介質(zhì)膜，而另一個(gè)面鍍有對振蕩光 及泵浦光都高反的高閾值介質(zhì)膜。該晶體兼作激光增益介質(zhì)和激光反射 鏡，用于形成激光諧振腔。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，該薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體的 反射面與金屬熱沉接觸固定，通過對金屬熱沉的冷卻，晶體不僅可以工 作在低溫狀態(tài)下，而且在冷卻面方向，即垂直光束的方向不會(huì)有熱梯度， 因此避免了常規(guī)方案中增益介質(zhì)中固有的熱透鏡效應(yīng)，從而有利于取得高的激光增益和高的光束質(zhì)量。具體的實(shí)施方案可以是線性腔激光器， 也可以是環(huán)形腔激光器。此外由于本發(fā)明將一個(gè)反射鏡與激光增益介質(zhì) 合二為一，因此所實(shí)現(xiàn)的激光器件還具有更加緊湊的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定的性能 便于實(shí)際應(yīng)用。為了更加有效的抑制熱效應(yīng)的影響，進(jìn)一步提高放大激 光的光束質(zhì)量，在本專利中提出采用了厚度為兩毫米的薄片摻鈦藍(lán)寶石 晶體作為激光增益介質(zhì)，采用端面冷卻的方式，從而極大的降低了熱透鏡效應(yīng)對光斑模式的影響。最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非 限制。盡管參照實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本 發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，包括泵浦源、激光諧振腔、光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述激光諧振腔至少包括一個(gè)激光增益介質(zhì)和一個(gè)輸出鏡，其特征在于，所述激光增益介質(zhì)為薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體，所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體的前表面鍍有可使泵浦激光和振蕩激光在垂直入射下增透的雙色高閾值介質(zhì)膜，后表面鍍有可使泵浦激光和振蕩激光在垂直入射下全反的雙色高閾值介質(zhì)膜，所述光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少一個(gè)無氧銅的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體鍍有全反雙色高閾值介質(zhì)膜的一側(cè)用焊料焊在所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在一個(gè)外接循環(huán)水并可以調(diào)節(jié)俯仰和角度的熱沉上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)與熱沉之間設(shè)有TEC致冷片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述激光諧振腔還包括至少一個(gè)反射4t
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述TEC致冷片的冷卻溫度為-40。C ~ 15。C之間，當(dāng)溫度在零 攝氏度以下時(shí)，需要將所述薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體封裝在真空室中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述輸出鏡為平面#^凹面鏡或凸面鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述泵浦源為任意脈沖的綠光激光器，采用端面泵浦的方式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述任意脈沖的綠光激光器具體為倍頻Nd:YAG激光器或倍頻 Nd:YLF激光器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述諧振腔為線性腔或環(huán)形腔。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，其特征 在于，所述激光諧振腔內(nèi)還設(shè)有波長調(diào)諧元件，對激光實(shí)現(xiàn)中心波長 和帶寬的調(diào)諧。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高光束質(zhì)量的脈沖摻鈦藍(lán)寶石激光器，包括泵浦源、激光諧振腔、光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，激光諧振腔至少包括一個(gè)激光增益介質(zhì)和一個(gè)輸出鏡，激光增益介質(zhì)為薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體的前表面鍍有可使泵浦激光和振蕩激光在垂直入射下增透的雙色高閾值介質(zhì)膜，后表面鍍有可使泵浦激光和振蕩激光在垂直入射下全反的雙色高閾值介質(zhì)膜，光學(xué)調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少一個(gè)無氧銅的旋轉(zhuǎn)臺(tái)，薄片摻鈦藍(lán)寶石晶體鍍有全反雙色高閾值介質(zhì)膜的一側(cè)用焊料焊在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在一個(gè)外接循環(huán)水并可以調(diào)節(jié)俯仰和角度的熱沉上，旋轉(zhuǎn)臺(tái)與熱沉之間設(shè)有TEC致冷片。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，且輸出激光轉(zhuǎn)換效率高，能量穩(wěn)定，光束質(zhì)量好。
文檔編號H01S3/109GK101599612SQ200810114410
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者朱江峰, 浩 滕, 王兆華, 環(huán) 趙, 魏志義 申請人:中國科學(xué)院物理研究所