一種可調諧被動鎖模激光器的制造方法
【專利摘要】本發明屬于鎖模激光【技術領域】，涉及一種脈沖寬度可以根據需求而隨意調諧的鎖模激光器；將可飽和吸收材料溶解在液體中，制成液態的可飽和吸收溶液，激光增益晶體浸在可飽和吸收溶液中，并且都裝在透明容器里；它們與泵浦光源、耦合系統和激光諧振腔構成鎖模激光器；通過調節可飽和吸收溶液的濃度和透明容器兩個通光端面之間的距離，來調節可飽和吸收體的特征參數值，進而實現對鎖模脈沖寬度的調諧；可飽和吸收溶液同時也充當了激光增益晶體周圍的制冷液體，使激光器結構更加緊湊；本發明在不改變激光諧振腔結構的情況下，就可以實現對激光超短脈沖寬度的調諧，因而具有極大的發展和實用價值。
【專利說明】一種可調諧被動鎖模激光器
【技術領域】
[0001]本發明涉及鎖模激光技術，是一種脈沖寬度可調諧的被動鎖模激光器。
【背景技術】
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[0002]獲得鎖模激光的方法包括主動和被動兩種方法，其中被動方法是利用某些材料對光具有非線性可飽和吸收的特性來實現的，這些具有非線性可飽和吸收特性的材料被稱為可飽和吸收體(SA)，描述鎖模SA的特征參量包括非飽和損耗、調制深度、飽和通量(飽和光強)、恢復時間等。鎖模激光脈沖的重復頻率由諧振腔的光程決定，脈沖寬度則由激光增益晶體和SA特征參量值的大小來確定，改變SA的特征參量值的大小就可以改變鎖模脈沖寬度的大小。對于脈沖寬度在皮秒、飛秒，以及阿秒量級的鎖模激光器來說，在不改變激光諧振腔結構的情況下，實現脈沖寬度的可調諧具有極大的發展和實用價值。
[0003]當前的可飽和吸收材料，比如:LiF:F-2，Cr4+:YAG, V3+:YAG, Co2+ =LaMgAl11O19, GaAs,SESAM(半導體可飽和吸收鏡)，CNT (碳納米管)和graphene (石墨烯)等都是固態的，一旦被制備成固態可飽和吸收體，它的特征參量值就是不可變的了，當我們在實驗或者實際應用中需要調節SA的特征參量來改變脈沖寬度時，就必須重新制備另一塊可飽和吸收體。
[0004]染料鎖模激光器的可飽和吸收體是液態染料，染料盒放置在激光諧振腔里靠近反射鏡的地方，即激光增益材料和染料盒是兩個相互分離的器件，尚未有將激光增益材料置于可飽和吸收體內的鎖模激光器。
【發明內容】
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[0005]本發明要解決的問題是:獲得特征參數值可隨意調節的可飽和吸收體，進而實現脈沖寬度可調諧的鎖模激光；將可飽和吸收體與激光增益晶體相結合，使激光器結構更緊湊。
[0006]本發明的技術方案為:將可飽和吸收材料溶解在液體中，制成液態的可飽和吸收溶液；將激光增益晶體浸在可飽和吸收溶液中，并且都裝在透明容器里；它們與泵浦光源、耦合系統和激光諧振腔構成鎖模激光器；通過調節可飽和吸收溶液的濃度和透明容器兩個通光端面之間的距離，來調節可飽和吸收體的特征參數值，從而實現對鎖模脈沖寬度的調諧。
[0007]本發明中的透明容器由對振蕩激光沒有吸收的材料制成。
[0008]本發明中溶解可飽和吸收材料的液體對振蕩激光也沒有吸收。
[0009]本發明中的透明容器的兩個通光端面可以是活動的，即兩個端面之間的距離是可以調節的；也可以是固定的，即通過更換容器來改變兩個端面之間的距離。
[0010]本發明中的激光諧振腔可以根據實際需要進行設計，透明容器的兩個通光端面也可以組成激光諧振腔，只要是激光增益晶體浸在可飽和吸收溶液中，并且都裝在透明容器里。
[0011]本發明中的透明容器還可以與循環冷卻系統連接，以實現對可飽和吸收體和激光增益晶體溫度的控制。
[0012]本發明還可以實現可調諧的調Q激光器，只要選擇合適的可飽和吸收材料，設計適當的激光諧振腔。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0013]圖1為本發明實施例1的結構示意圖，包括泵浦光源1，耦合系統2，輸入鏡3，透明容器4，可飽和吸收溶液5，激光增益晶體6，折疊鏡7，輸出鏡8。
[0014]圖2為本發明實施例2的結構示意圖，包括泵浦光源1，耦合系統2，透明容器3，可飽和吸收溶液4，激光增益晶體5，輸出鏡6。
【具體實施方式】
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[0015]實施例1:
[0016]如圖1制作一臺重復頻率212MHz的1550nm可調諧鎖模激光器，泵浦光源I為980nm半導體激光器，激光增益晶體6為Er =YVO4,尺寸3*3*6臟，鍍膜為HT@980nm&1550nm，可飽和吸收溶液5為氧化石墨烯水溶液，透明容器4為長方形玻璃容器，端面尺寸5*5mm，長度8mm，透明容器兩個通光端面鍍膜參數為HT@1550nm的平面，輸入鏡3為鍍膜參數HTi980nm&HRil550nm的平面鏡，折疊鏡7為鍍膜參數HR@1550nm的平凹鏡，曲率半徑200mm，輸出鏡8為膜參數T = 3% il550nm的平凹鏡，曲率半徑100_，輸入鏡3與折疊鏡7之間的距離為125mm，折疊鏡7與輸出鏡8之間的距離為580mm，從輸出鏡可以獲得重復頻率212MHz的鎖模脈沖；向玻璃容器里增加氧化石墨烯粉術就可以增大可飽和吸收體的調制深度，使輸出的鎖模脈沖寬度減小。
[0017]按照實施例1制作重復頻率212MHz的1550nm可調諧鎖模激光器，激光增益晶體還可以是其它輻射1550nm波長的晶體；可飽和吸收溶液還可以是碳納米管溶液、石墨烯溶液，以及其它對1550nm具有可飽和吸收特性材料的溶液；透明容器還可以與外部循環冷卻系統連接，對激光增益晶體和可飽和吸收體的溫度進行控制。
[0018]實施例2:
[0019]如圖2制作一臺重復頻率6GHz的1064nm可調諧鎖模激光器，泵浦光源I為808nm半導體激光器，激光增益晶體5為Nd:YAG,尺寸3*3*6mm，鍍膜為HT@808nm&1064nm，可飽和吸收溶液4為Cr4+:YAG溶液，透明容器3為尺寸6*6*10mm的長方形玻璃容器，它的一個端面鍍膜參數為HT@808nm&HR@1064nm，與輸出鏡6之間的距離為25mm，容器的另一個通光端面膜參數為HT@808nm&1064nm，輸出鏡6為曲率10mm的平凹鏡，膜參數為T = 5% il064nm ；減小玻璃容器兩個通光面之間的距離，就可以增大鎖模脈沖的寬度。
[0020]按照實施例2制作的6GHz的1064nm調Q激光器，激光增益晶體還可以是Nd =YVO4,Nd =GdVO4或者其它輻射1064nm波長的激光增益晶體；可飽和吸收溶液還可以是GaAsJ^m米管、石墨烯或者其它在1064nm有飽和吸收特性材料的溶液；玻璃容器可以與循環冷卻系統連接，對激光增益晶體和可飽和吸收體進行溫度控制；還可以將激光增益晶體、可飽和吸收溶液和半導體激光器集成在一起制成側面泵浦模塊。
【權利要求】
1.一種可調諧被動鎖模激光器，其特征是將可飽和吸收體溶解在液體中，制成可飽和吸收溶液；激光增益晶體浸在可飽和吸收溶液中，并且都裝在透明容器里；它們與泵浦光源、耦合系統、激光諧振腔組成鎖模激光器；通過調節可飽和吸收溶液的濃度和透明容器兩個通光端面之間的距離，調節可飽和吸收體的特征參數值，從而實現對鎖模激光脈沖寬度的調諧。
2.根據權利要求1所述的一種可調諧被動鎖模激光器，激光增益晶體可以是全部浸在可飽和吸收溶液里，也可以是部分浸在里面。
3.根據權利要求1、2所述的一種可調諧被動鎖模激光器，透明容器的形狀可以是任意的，端面可以是平面的，也可以是凹面的，或者凸面的。
4.根據權利要求1、2、3所述的一種可調諧被動鎖模激光器，透明容器還可以與循環冷卻系統連接，對激光增益晶體和可飽和吸收體進行溫度控制。
5.根據權利要求1、2、3、4所述的一種可調諧被動鎖模激光器，激光諧振腔可以根據實際需要設計成任意結構。
【文檔編號】H01S3/098GK104393476SQ201410616835
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】潘淑娣, 孔偉金, 劉建華, 葛曉輝 申請人:青島大學