[发明专利]一种三端输出的双波长激光器

说明书

技术领域

本发明涉及固体激光技术领域，特别是一种三端输出的双波长激光器。

背景技术

近年来，干涉彩虹全息、精细激光光谱、差分吸收激光雷达(DIAL)、激光医学、激光显示等越来越多的领域都表现出了对双波长激光器的需求，全固态双波长激光器由于它具有结构简单紧凑、效率高、输出光束质量好、覆盖重要波段、功率稳定性较高和价格低等实用化的优点。这些独特的优势使其拥有广阔的应用前景。

目前，常见的双波长激光器大致有三种：第一种为单端的基频光和其倍频光同时输出；第二种为两个波长相近的基频光同时振荡输出；第三种为两波长相近的倍频光同时输出。一般地，基频光波段主要集中在1.0μm和1.3μm，抑或是946nm和1064nm的同时输出等。关于双波长激光器的报道有：（1）2010年，L.Guo等人实现了Nd:YAG陶瓷的1319nm和1338nm的双波长激光输出（Opt.Express,18,9098-9106(2010)）；（2）中国专利公开号CN102468600，发明名称“一种新型的正交偏振双波长激光器”的发明专利提供一种单端的正交偏振态的双波长激光器；（3）中国专利公开号CN102983493A，发明名称“正交偏振双波长激光器”提供一种1042nm和1047nm双波长激光器。（4）中国专利公开号CN103022883A，发明名称“一种绿色波段的正交偏振双波长激光器”提供一种绿色波段双波长激光器。

上述三种双波长激光器，均为单端输出双波长激光器，单端输出双波长激光器产生单向的混合光束，一般需要通过附加的分光元件进行分光。由于分光元件的损耗将引起光功率的衰减和光斑的退化，应用领域受到局限。

多端同时输出的多波长激光器具有广泛的应用前景，可用于光谱学、光化学、医学、生物学、集成光学、污染监测、信息处理和通信等；特别是用于全息、光热干涉等需要多光源的应用领域。因此，全固态多端输出多波长激光器已经成为近年来国际上一个热门的研究课题。

发明内容

本发明的目的是为克服现有单端输出双波长激光光源存在的不足和应用局限性，提供一种三端输出的双波长激光器，拓展了全固态双波长激光器的应用领域。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三端输出的双波长激光器，包括半导体激光泵浦系统和用于形成激光振荡的光学谐振腔，此光学谐振腔为V型折叠谐振腔，在此V型折叠谐振腔的光路上同时依序放置输入腔镜、激光晶体、相位延迟片、薄膜偏振器、V腔折叠镜、非线性光学晶体和V腔输出镜；上述V型折叠谐振腔内产生的基频光和变频光分别从上述V腔折叠镜、上述V腔输出镜和上述薄膜偏振器输出。

上述半导体激光泵浦系统为端面泵浦系统或侧面泵浦系统。

上述激光晶体采用Nd:YAG晶体、Nd:YVO₄晶体、Nd:YLF晶体、Yb:YAG晶体、Ho:YAG晶体、Tm:YAG晶体、Tm:YLF晶体和Er:YAG晶体中的一种；或采用上述任一晶体并于前端键合对应的基质晶体所获得的复合激光晶体。

上述薄膜偏振器为两个偏振片形成的组合结构。

上述非线性光学晶体采用LBO晶体、BIBO晶体、BBO晶体、KTP晶体、KTA晶体中的一种，或是采用周期极化的PPLN晶体、PPLT晶体、PPKTP晶体中的一种，或是采用拉曼光学晶体。

一种三端输出的双波长激光器，包括半导体激光泵浦系统和用于形成激光振荡的光学谐振腔，此光学谐振腔为Z型折叠谐振腔，在此Z型折叠谐振腔的光路上同时依序放置输入腔镜、激光晶体、相位延迟片、薄膜偏振器、第一Z腔折叠镜、第二Z腔折叠镜、非线性光学晶体和Z腔输出镜；上述Z型折叠谐振腔内产生的基频光和变频光分别从上述第二Z腔折叠镜、上述Z腔输出镜和上述薄膜偏振器输出。

上述半导体激光泵浦系统为端面泵浦系统或侧面泵浦系统。

一种三端输出的双波长激光器，包括半导体激光泵浦系统和用于形成激光振荡的光学谐振腔，此光学谐振腔为Z型折叠谐振腔，在此Z型折叠谐振腔的光路上同时依序放置输入腔镜、激光晶体、相位延迟片、第一Z腔折叠镜、薄膜偏振器、第二Z腔折叠镜、非线性光学晶体和Z腔输出镜，薄膜偏振器的出射方向还设置有反射镜；上述Z型折叠谐振腔内产生的基频光和变频光分别从上述反射镜、上述第二Z腔折叠镜和上述Z腔输出镜输出。

上述半导体激光泵浦系统为端面泵浦系统或侧面泵浦系统。

采用上述方案后，本发明三端输出的双波长激光器，通过合理地设计光学谐振腔结构，在三个方向上同时输出激光，拓展了全固态双波长激光器的应用领域。