[发明专利]以可饱和吸收体作为选频和调Q元件的双波长激光器及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种以可饱和吸收体作为选频和调Q元件的双波长激光器及应用，属于激光 技术领域。

背景技术

太赫兹辐射是指波长从30微米到3000微米、频率从0.1THz到10THz的电磁波。由于这 种光具有长波长和低光子能量等特点，已经在科学研究和技术应用方面展示了诱人前景。 通过两束近红外激光进行差频产生的太赫兹辐射具有高峰值功率的特点，成为近年来人们 关注的热点。但是这种方法不仅需要庞大且复杂的光学系统产生双波长激光，而且需要一 些光学元件将这两束光合并，这给太赫兹波的产生和应用带来了极大不便。可以看出，波 长相近的双波长激光的自差频是客服这一困难的最理想的方法。2007年，Creeden等人利用 波长为1064.2nm和1059nm的双波长光纤激光的自差频实现了太赫兹辐射(Opt.Express，15， 6478-6483(2007))，但是到目前为止，由于缺少合适的双波长晶体激光器，还没有利 用晶体激光的自差频实现太赫兹辐射的报道。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种以可饱和吸收体作为选频和调Q元件的双波长 激光器及应用。

术语解释：

Nd:YAG是掺钕钇铝石榴石的简称；Nd:YAP是掺钕铝酸钇的简称；Nd:GGG是掺钕钆 镓石榴石的简称；Nd:CNGG是掺钕钙铌镓石榴石的简称；Nd:CLNGG是掺钕和锂的钙铌镓 石榴石的简称；Nd:RVO₄(R＝Gd，Lu、Y和La)是掺钕钒酸盐晶体的简称；Cr⁴⁺:YAG是掺四价 铬钇铝石榴石晶体的简称。按本领域惯例，本申请文件中使用上述简称。

发明详述

一、双波长激光器

本发明的双波长激光器，包括闪光灯或者激光二极管(LD)泵浦源，在适当抑制1.06 微米激光的激光谐振腔中插入对1.05微米或1.08微米强吸收的可饱和吸收体，以激光材料 为增益介质；其中，所述的激光材料是下列之一：

(1)Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:GGG、Nd:CNGG、Nd:CLNGG、Nd:RVO₄(R＝Gd，Lu、Y 或La)晶体，晶体双面抛光，不镀膜或者镀以对泵浦光和双波长都抗反射的介质膜；

(2)Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:GGG、Nd:CNGG、Nd:CLNGG、Nd:RVO₄(R＝Gd，Lu、Y 或La)陶瓷，陶瓷双面抛光，不镀膜或者镀以对泵浦光和双波长都抗反射的介质膜；

所述的可饱和吸收体是Cr:YAG晶体或者半导体，双面抛光且镀以对双波长都抗反射 的介质膜。

可饱和吸收体Cr:YAG晶体或半导体是对激光材料中小的发射1.05微米或1.08微米吸 收大，而对大的发射1.06微米吸收小的可饱和吸收材料。

上述可产生太赫兹辐射的双波长激光器，优选的，以LD作为泵浦源、以Nd:YAG晶 体作为增益材料、以Cr:YAG晶体作为可饱和吸收体。

本发明选用的激光材料Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:GGG、Nd:CNGG、Nd:CLNGG和 Nd:RVO₄(R＝Gd，Lu、Y和La)晶体或陶瓷，由于Nd离子处于晶格场中，其发射光谱会发生 斯塔克分裂。光谱分析表明，Nd:YAG、Nd:GGG、Nd:CNGG、Nd:CLNGG、Nd:RVO4(R＝Gd， Lu、Y或La)晶体或陶瓷在近红外波段具有较多的发射峰，选择合适的发射峰实现双波长 激光输出，可以通过其差频实现太赫兹发射。

以上所述的对晶体进行加工、抛光，或者再镀膜，均采用本领域现有技术即可。

本发明的双波长激光器，双波长激光的实现基于对激光二极管(LD)或者闪光灯端面 或者侧面泵浦的激光器。其具体原理如下：