[发明专利]一种基于准二能级激光辐射的自倍频全固态激光器

权利要求书

1.一种基于准二能级激光辐射的自倍频全固态激光器，包括

-泵浦源和沿光路设置的聚焦系统、激光谐振腔；所述泵浦源提供900-980nm的泵浦光；

-激光谐振腔中的自倍频晶体，通过自倍频激光晶体产生激光振荡和非线性频率转换；所述自倍频晶体是镱离子掺杂的具有自倍频性能的晶体，优选的所述自倍频晶体为镱离子掺杂的硼酸钙氧稀土盐、镱离子掺杂的四硼酸铝稀土盐或镱离子掺杂的铌酸锂晶体；

-由被布置在所述自倍频晶体第一侧的输入腔镜和被布置在所述自倍频晶体第一侧相对的第二侧的输出腔镜组成所述的激光谐振腔，所述输入腔镜和输出腔镜分别有介质膜以实现电子在准二能级跃迁发射的1010-1040nm波段激光辐射、同时抑制准三能级电子跃迁产生的1040nm-1100nm波段的激光辐射；

-所述泵浦源出射的泵浦光经所述聚焦系统准直聚焦到所述自倍频晶体入射面上；

所述自倍频晶体吸收泵浦光能量在所述激光谐振腔中产生准二能级电子跃迁产生的基频光，基频光利用所述自倍频晶体的倍频效应进行倍频，实现505nm-520nm绿光激光输出，优选的是507nm-515nm绿光激光输出。

2.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于所述自倍频晶体通光方向是自倍频的相位匹配方向；优选的，当自倍频晶体为硼酸钙氧稀土盐晶体时，所述相位匹配方向为与自倍频晶体折射率最大的主轴方向110°±10°范围且与自倍频晶体最小的折射率主轴方向为(40°±10°)范围；当自倍频晶体为四硼酸铝稀土盐晶体时，所述相位匹配方向为与自倍频晶体折射率最大的主轴方向(Z轴)为35°±10°范围。

3.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述自倍频晶体不镀膜或在通光面镀有对泵浦光、基频光以及倍频光高透过的介质膜；优选的，输出腔镜上还有对泵浦源光源高反射的介质膜。

4.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述自倍频晶体截面中心与散热面的距离为1-10mm；优选的自倍频晶体截面中心与散热面的距离为1-5mm；优选自倍频晶体通光方向长度2-8mm。

5.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述输入腔镜是输入镜镀以介质膜A形成，或者是在所述自倍频晶体的光入射端镀以介质膜A形成；所述介质膜A至少有对900-1000nm高透过、对1010-1040nm及505-520nm高反射的介质膜。

6.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述输出腔镜是输出镜镀以介质膜B形成，或者是在所述自倍频晶体的光出射端镀以介质膜B形成；所述介质膜B至少有对900-980nm及1010-1030nm高反射、对505-515nm及1040-1100nm高透过的介质膜，或对900-980nm及1010-1040nm高反射、对505-520nm高透过及对1045-1100nm部分透过的介质膜。

7.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述镱离子掺杂激光自倍频晶体，镱离子掺杂浓度为5％-35％，优选镱离子掺杂浓度为10％-25％；最优选，镱离子掺杂浓度为15％-20％。

8.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体选自镱掺杂硼酸钙氧钇、镱掺杂硼酸钙氧镧、镱掺杂硼酸钙氧钆之一种或2种或3种所形成的混晶；所述镱离子掺杂的四硼酸铝稀土盐选自镱掺杂四硼酸铝钇、镱掺杂四硼酸铝钆之一种或2种所形成的混晶。

9.如权利要求1所述的自倍频全固态激光器，其特征在于，所述泵浦源为钛宝石激光器或激光二极管激光器；优选的，所述泵浦源为发射波长970-980nm的激光二极管激光器。