[实用新型]一种长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器

说明书

本实用新型公开了一种长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器。本实用新型的长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器包括：泵浦源、泵浦聚焦透镜、第一和第二啁啾凹面反射镜、端面平面反射镜、输出耦合镜、钛宝石晶体和二维平移台；本实用新型将钛宝石晶体放置在二维平移台上，通过二维平移台控制钛宝石晶体沿长度或宽度方向移动，使得钛宝石晶体不会在长时间被辐照在同一位置；并且，针对不同的激光脉冲宽度，钛宝石晶体移动的周期不同，激光脉冲宽度越短，移动的周期越短；从而保障长时间运行激光不会对钛宝石晶体造成损伤。

技术领域

本实用新型涉及激光领域，具体涉及一种长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器。

背景技术

自钛宝石激光器问世以来，激光器直接输出的脉冲宽度在不断地刷新，目前钛宝石激光器直接输出的激光脉冲宽度可达7fs，为2～3个光学周期，称脉冲宽度为几个光学周期的激光脉冲为周期量级激光脉冲。在脉冲宽度小于15fs的周期量级的钛宝石激光器中，由于激光脉冲宽度短，峰值功率较高，增益晶体上功率密度高，长时间运行激光易造成激光晶体损伤。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器。

本实用新型的长寿命周期量级脉宽钛宝石飞秒激光器包括：泵浦源、泵浦聚焦透镜、第一和第二啁啾凹面反射镜、端面平面反射镜、输出耦合镜、钛宝石晶体和二维平移台；其中，泵浦源发出泵浦光，经泵浦聚焦透镜汇聚，透过第一啁啾凹面反射镜，聚焦到钛宝石晶体上，提供粒子数反转；第一啁啾凹面反射镜、钛宝石晶体和第二啁啾凹面反射镜位于同一条直线上；第一啁啾凹面反射镜对应长臂，光路的终端为端面平面反射镜，在第一啁啾凹面反射镜与端面平面反射镜之间放置0～5个啁啾平面反射镜；第二啁啾凹面反射镜对应短臂，光路的终端为输出耦合镜，在第二啁啾凹面反射镜与输出耦合镜之间放置0～5个啁啾平面反射镜；短臂的光程小于长臂的光程；第一和第二啁啾凹面反射镜、端面平面反射镜、输出耦合镜以及啁啾平面反射镜构成线性腔，在线性腔中产生激光，最终从输出耦合镜输出；钛宝石晶体放置在二维平移台上，二维平移台控制钛宝石晶体周期性地沿着宽度或高度的方向移动，使得激光和泵浦光的光斑辐照在钛宝石晶体上的位置发生周期性的移动，保证钛宝石晶体不在长时间固定辐照同一位置；并且，通过二维平移台控制钛宝石晶体移动，使得泵浦光的光斑辐照在钛宝石晶体的中心区域，泵浦光的光斑不辐照钛宝石晶体边框的位置；针对不同的激光脉冲宽度，钛宝石晶体移动的周期不同，激光脉冲宽度越短，移动的周期越短；移动的步长大于泵浦光的光斑直径。

在钛宝石激光器中，在钛宝石晶体上，泵浦光与钛宝石振荡光即激光重叠，且在钛宝石晶体上，泵浦光直径大于激光的直径。

第一和第二啁啾凹面反射镜采用高反射率的啁啾凹面反射镜，带宽600～1000nm的反射率大于99％，同时带宽532nm±20nm透过率大于90％。啁啾平面反射镜和端面平面反射镜采用高反射率的啁啾平面反射镜，带宽600～1000nm的反射率大于99％。输出耦合镜为带宽650～1000nm透过率为2％～20％的输出耦合镜。

钛宝石晶体的通光长度为1～4mm。

针对不同的激光脉冲宽度，钛宝石晶体移动的周期不同，激光脉冲宽度为12～15fs，钛宝石晶体一天移动一次；激光脉冲宽度为8～12fs，钛宝石晶体每4～8小时移动一次；激光脉冲宽度为＜8fs，钛宝石晶体每1～3小时移动一次。

泵浦光和激光只辐照在钛宝石晶体的中心区域，保留边框的位置不被辐照，从而保证泵浦光不会射到钛宝石晶体外的区域。边框的宽度为泵浦光的光斑直径的4～6倍。

二维平移台采用电动平移台，移动通过电控移动。

第二啁啾凹面反射镜对应的短臂的光程为0.7～1m。第一啁啾凹面反射镜对应的长臂的光程为1～1.2m。

本实用新型的优点：