一種SESAM被動鎖模激光器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種SESAM被動鎖模激光器，該鎖模激光器該激光器包括單管半導體激光器、自聚焦透鏡、激光晶體、平凹反射鏡a、平凹反射鏡b、平面反射鏡、輸出鏡、SESAM飽和吸收鏡；其利用皮秒激光技術，要實現鎖模就必須要使得入射到SESAM飽和吸收鏡上的能流密度足夠高；諧振腔采用Z字型對稱放置，諧振腔的光學器件是相互獨立的，光學器件放置緊湊，使得激光器結構簡單體積小；諧振腔選用SESAM作為鎖模元器件，SESAM是半導體可飽和吸收體與反射鏡相結合，器件相當簡單，具有自啟動、穩定性好等優點，使得諧振腔更加簡單、緊湊，并能得到穩定的鎖模脈沖。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種SESAM被動鎖模激光器
本技術涉及一種SESAM被動鎖模激光器，屬于激光鎖模技術應用領域。
技術介紹
皮秒激光技術是物理學、化學、生物學、光電子學，以及激光光譜學等學科對微觀世界進行研究和揭示新的超快過程的重要手段。在生命科學領域，皮秒激光可用于矯正視力、檢測和準確切除癌癥、腦外科手術、治療動脈瘤、心臟手術、美容、治療燒傷。在生產制造行業，皮秒激光能夠有效地幫助大規模且低成本制造復合材料，可以對金屬和其它產業材料進行高質量微加工，激光微細加工應用的需求，促使脈沖與光電子弛豫時間、躍遷時間相似并短至足夠冷融的皮秒激光具有巨大的發展前景。在激光測距領域，皮秒激光測距具有高的峰值發射功率，從而具有超遠的測程，測量精度高，可以在無合作目標條件下工作等優點。如上所述，要獲得應用如此廣泛的皮秒激光，一般通過鎖模技術來實現。人們在追求結構簡單的同時得到可靠又穩定的鎖模脈沖輸出，研究焦點集中在主動鎖模技術和被動鎖模技術上。與主動鎖模激光器相比，SESAM被動鎖模激光器具有結構簡單緊湊、穩定可靠和光束質量好等特點。SESAM即半導體飽和吸收鏡，是一種將半導體可飽和吸收材料和反射鏡結合在一起的光學器件。SESAM鎖模比主動鎖模獲得的脈寬窄，能得到幾個皮秒甚至更窄的脈寬。同樣與用于被動鎖模的可飽和吸收染料比，SESAM不像染料那樣需要頻繁更換，很大程度上降低了激光器的成本，同時也加強了激光器的可操作性。通過SESAM被動鎖模獲得的超短脈沖激光，在光纖通訊、醫學、超精細微加工、高密度信息存儲和記錄、時間分辨光譜和非線性光學具有很大應用價值和發展前景。
技術實現思路
本技術的目的在于提供了一種SESAM被動鎖模激光器，利用皮秒激光技術，要實現鎖模就必須要使得入射到SESAM飽和吸收鏡上的能流密度足夠高，超過SESAM飽和吸收鏡的鎖模閾值，同時在此過程中保證振蕩光與諧振腔嚴格共軸，否則會由于增益空間和激光振蕩空間的不重合而使激光器的閾值升高甚至不能出光，保證泵浦光與振蕩光滿足模式匹配，并使得激光晶體與SESAM可飽和吸收鏡上的光斑大小合適，滿足這些條件就可以實現鎖模。為實現上述目的，本技術采用的技術方案為一種SESAM被動鎖模激光器，該激光器包括單管半導體激光器、自聚焦透鏡、激光晶體、平凹反射鏡a、平凹反射鏡b、平面反射鏡、輸出鏡、SESAM飽和吸收鏡。鎖模激光器的自聚焦透鏡置于單管半導體激光器和激光晶體之間；該鎖模激光器的諧振腔呈雙Z形布置；激光晶體一側與自聚焦透鏡連接；平凹反射鏡a4置于激光晶體另一側，所述光路經激光晶體的中心后射入平凹反射鏡a入射前的焦點處；平面反射鏡置于光路經平凹反射鏡a反射后的焦點處，光路由激光晶體水平射入平凹反射鏡a，平凹反射鏡a的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10° ;所述光路經激光晶體、平凹反射鏡a、平面反射鏡后，呈正Z形結構；與激光晶體、平凹反射鏡a、平面反射鏡組成的正Z形結構相對稱，輸出鏡、平凹反射鏡b、SESAM飽和吸收鏡組成反Z形結構；其中，所述平面反射鏡、輸出鏡呈水平布置，輸出鏡置于光路經平面反射鏡反射的水平線上，平面反射鏡位于平凹反射鏡b入射前焦點處，SESAM飽和吸收鏡位于平凹反射鏡b反射后焦點處，平凹反射鏡b的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10°，經平凹反射鏡b的折射光水平入射到SESAM飽和吸收鏡鏡面上；所述正Z形結構、反Z形結構共同構成諧振腔的雙Z形對稱布置結構。與現有技術相比，本技術具有如下有益效果。1、諧振腔采用Z字型對稱放置，諧振腔的光學器件是相互獨立的，光學器件放置緊湊，使得激光器結構簡單體積小。2、諧振腔選用SESAM作為鎖模元器件，SESAM是半導體可飽和吸收體與反射鏡相結合，器件相當簡單，具有自啟動、穩定性好等優點，使得諧振腔更加簡單、緊湊，并能得到穩定的鎖模脈沖。【附圖說明】圖1為SESAM被動鎖模激光器諧振腔光路示意圖。圖中:1、單管半導體激光器，2、自聚焦透鏡，3、激光晶體，4、平凹反射鏡a，5、平凹反射鏡b，6、平面反射鏡，7、輸出鏡，8、SESAM飽和吸收鏡。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本技術作進一步詳細說明。如圖1所不,一種SESAM被動鎖模激光器,該激光器包括單管半導體激光器1、自聚焦透鏡2、激光晶體3、平凹反射鏡a4、平凹反射鏡b5、平面反射鏡6、輸出鏡7、SESAM飽和吸收鏡8。鎖模激光器的自聚焦透鏡2置于單管半導體激光器I和激光晶體3之間；該鎖模激光器的諧振腔呈雙Z形布置；激光晶體3 —側與自聚焦透鏡2連接；平凹反射鏡a4置于激光晶體3另一側，所述光路經激光晶體3的中心后射入平凹反射鏡a4入射前的焦點處；平面反射鏡6置于光路經平凹反射鏡a4反射后的焦點處，光路由激光晶體3水平射入平凹反射鏡a4，平凹反射鏡a4的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10° ;所述光路經激光晶體3、平凹反射鏡a4、平面反射鏡6后，呈正Z形結構；與激光晶體3、平凹反射鏡a4、平面反射鏡6組成的正Z形結構相對稱，輸出鏡7、平凹反射鏡b5、SESAM飽和吸收鏡8組成反Z形結構；其中，所述平面反射鏡6、輸出鏡7呈水平布置，輸出鏡7置于光路經平面反射鏡6反射的水平線上，平面反射鏡7位于平凹反射鏡b5入射前焦點處，SESAM飽和吸收鏡8位于平凹反射鏡b5反射后焦點處，平凹反射鏡b5的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10°，經平凹反射鏡b5的折射光水平入射到SESAM飽和吸收鏡鏡面上；所述正Z形結構、反Z形結構共同構成諧振腔的雙Z形對稱布置結構。整個鎖模激光器內共分二類光，即振蕩光、諧振腔輸出光；在該雙Z形對稱布置結構中，其中，1、I1、III為諧振腔輸出光，IV為諧振腔內振蕩光；單管半導體激光器I為泵浦源，平凹反射鏡a4、平凹反射鏡b5、平面反射鏡6、輸出鏡7、SESAM可飽和吸收鏡8構成諧振腔，當諧振腔內存在鎖模振蕩光時，所述穿過自聚焦透鏡2后射入的激光晶體3的射出端帶有楔角，會有部分鎖模光I輸出，由于輸出鏡7朝向諧振腔內一面鍍膜，保證所鍍膜對振蕩光的透過率，在輸出鏡7背向諧振腔的一面,有延腔內入射光和反射光方向分別輸出的鎖模光II >111 ;平面反射鏡6、輸出鏡7呈水平布置，IV為諧振腔內振蕩光。所述諧振腔激光晶體3為可以為Nd = YVO4激光晶體、NdiGdYVO4激光晶體、Nd =YAG激光晶體；其射入端通光面為正方形，垂直于晶體a軸，且鍍膜滿足對振蕩光全反，泵浦光增透其射出端切割一個與射入端成IOo的楔角，且表面鍍振蕩光增透膜。平凹反射鏡a4和平凹反射鏡b5曲率半徑相等，且表面鍍對振蕩光全反膜；平面反射鏡6表面鍍對振蕩光全反膜；輸出鏡7表面鍍對振蕩光有一定透過率的反射膜；SESAM飽和吸收鏡8表面鍍有對振蕩光的全反膜，通光面為正方形，置于一鍍金銅熱沉上；所有元件表面均為水平入射。實施例如圖1所示，激光器采用端面泵浦方式，端面泵浦閾值低，輸出效率高，且容易實現基模運轉，光束質量好。激光器泵浦源采用單管半導體激光器I泵浦光波長選用808nm，激光晶體3為Nd = YVO4晶體，Nd3+離子摻雜濃度為0.5at.%通光面為4mmX4mm的正方形，平行于通光方向的晶體長度為5_，激光晶體3靠近泵浦光的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種SESAM被動鎖模激光器，其特征在于：該激光器包括單管半導體激光器（1）、自聚焦透鏡（2）、激光晶體（3）、平凹反射鏡a（4）、平凹反射鏡b（5）、平面反射鏡（6）、輸出鏡（7）、SESAM飽和吸收鏡（8）；鎖模激光器的自聚焦透鏡（2）置于單管半導體激光器（1）和激光晶體（3）之間；該鎖模激光器的諧振腔呈雙Z形布置；激光晶體（3）一側與自聚焦透鏡（2）連接；平凹反射鏡a（4）置于激光晶體（3）另一側，所述光路經激光晶體（3）的中心后射入平凹反射鏡a（4）入射前的焦點處；平面反射鏡（6）置于光路經平凹反射鏡a（4）反射后的焦點處，光路由激光晶體（3）水平射入平凹反射鏡a（4），平凹反射鏡a（4）的入射光與反射光之間的夾角范圍為0～10°；所述光路經激光晶體（3）、平凹反射鏡a（4）、平面反射鏡（6）后，呈正Z形結構；與激光晶體（3）、平凹反射鏡a（4）、平面反射鏡（6）組成的正Z形結構相對稱，輸出鏡（7）、平凹反射鏡b（5）、SESAM飽和吸收鏡（8）組成反Z形結構；其中，所述平面反射鏡（6）、輸出鏡（7）呈水平布置，輸出鏡（7）置于光路經平面反射鏡（6）反射的水平線上，平面反射鏡（7）位于平凹反射鏡b（5）入射前焦點處，SESAM飽和吸收鏡（8）位于平凹反射鏡b（5）反射后焦點處，平凹反射鏡b（5）的入射光與反射光之間的夾角范圍為0～10°，經平凹反射鏡b（5）的折射光水平入射到SESAM飽和吸收鏡鏡面上；所述正Z形結構、反Z形結構共同構成諧振腔的雙Z形對稱布置結構；整個鎖模激光器內共分二類光，即振蕩光、諧振腔輸出光；在該雙Z形對稱布置結構中，其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為諧振腔輸出光，Ⅳ為諧振腔內振蕩光；單管半導體激光器1為泵浦源，平凹反射鏡a（4）、平凹反射鏡b（5）、平面反射鏡（6）、輸出鏡（7）、SESAM可飽和吸收鏡（8）構成諧振腔，當諧振腔內存在鎖模振蕩光時，所述穿過自聚焦透鏡（2）后射入的激光晶體（3）的射出端帶有楔角，會有部分鎖模光Ⅰ輸出，由于輸出鏡（7）朝向諧振腔內一面鍍膜，保證所鍍膜對振蕩光的透過率，在輸出鏡（7）背向諧振腔的一面，有延腔內入射光和反射光方向分別輸出的鎖模光Ⅱ、Ⅲ；平面反射鏡（6）、輸出鏡（7）呈水平布置，Ⅳ為諧振腔內振蕩光。...

【技術特征摘要】
1.一種SESAM被動鎖模激光器,其特征在于:該激光器包括單管半導體激光器(I)、自聚焦透鏡(2)、激光晶體(3)、平凹反射鏡a (4)、平凹反射鏡b (5)、平面反射鏡(6)、輸出鏡(7)、SESAM飽和吸收鏡(8)； 鎖模激光器的自聚焦透鏡(2)置于單管半導體激光器(I)和激光晶體(3)之間；該鎖模激光器的諧振腔呈雙Z形布置；激光晶體(3)—側與自聚焦透鏡(2)連接；平凹反射鏡a(4 )置于激光晶體(3 )另一側，所述光路經激光晶體(3 )的中心后射入平凹反射鏡a (4 )入射前的焦點處；平面反射鏡(6)置于光路經平凹反射鏡a (4)反射后的焦點處，光路由激光晶體(3)水平射入平凹反射鏡a (4)，平凹反射鏡a (4)的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10° ;所述光路經激光晶體(3)、平凹反射鏡a (4)、平面反射鏡(6)后，呈正Z形結構；與激光晶體(3)、平凹反射鏡a (4)、平面反射鏡(6)組成的正Z形結構相對稱，輸出鏡(7)、平凹反射鏡b (5)、SESAM飽和吸收鏡(8)組成反Z形結構；其中，所述平面反射鏡(6)、輸出鏡(7)呈水平布置，輸出鏡(7)置于光路經平面反射鏡(6)反射的水平線上，平面反射鏡(7)位于平凹反射鏡b (5)入射前焦點處，SESAM飽和吸收鏡(8)位于平凹反射鏡b (5)反射后焦點處，平凹反射鏡b (5)的入射光與反射光之間的夾角范圍為O?10°，經平凹反射鏡b (5)的折射光水平入射到SESAM飽和吸收鏡鏡面上；所述正Z形結構、反Z形結構共同構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李港，潘云龍，陳檬，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：新型
國別省市：北京;11