全固化的微型全固態(tài)綠光激光器
發(fā)布時(shí)間：2020-09-22 17:59
全固態(tài)激光器正朝著多波長(zhǎng)方向發(fā)展，其中LD泵浦全固態(tài)綠光激光器發(fā)展迅猛，在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。全固態(tài)綠光激光器具有能量轉(zhuǎn)換效率高、功率大、光束質(zhì)量好、體積小、壽命長(zhǎng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，在彩色顯示、激光醫(yī)療、水下通訊等方面有重要的應(yīng)用，是國(guó)內(nèi)外光電子技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一。全固態(tài)腔內(nèi)倍頻綠激光器通過(guò)高效率的腔內(nèi)倍頻獲得綠激光輸出，它的結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)換效率高，是獲得綠激光的主要器件之一。但是此類綠激光輸出功率波動(dòng)一般都很大。全固態(tài)連續(xù)綠光激光器
全固化的微型全固態(tài)連續(xù)綠光激光器它采用北京半導(dǎo)體研究所生產(chǎn)的808nm的1W的LD作為抽運(yùn)光源。由于所用LD的輸出功率比較小，因此提高器件的光－光轉(zhuǎn)換效率是提高器件性能的關(guān)鍵。為此，采用半導(dǎo)體制冷器作為溫度控制元件，對(duì)LD的溫度進(jìn)行控制，以使其工作波長(zhǎng)和激光晶體的吸收波長(zhǎng)峰值準(zhǔn)確重合，提高對(duì)抽運(yùn)光的吸收效率。在本實(shí)驗(yàn)中把LD的工作波長(zhǎng)調(diào)整到808.5nm。采用中科院福建物構(gòu)所生產(chǎn)的Nd:YVO4晶體作激光介質(zhì)，摻雜濃度為3at％，a軸方向切割，長(zhǎng)度為1mm，橫截面尺寸為3×3mm2。采用端面同軸抽運(yùn)方式使LD的抽運(yùn)光束和所產(chǎn)生的1.064mm激光光束在空間上更好地耦合，以提高抽運(yùn)效率。采用焦距為3mm的非球面透鏡把LD的光束聚焦到Nd:YVO4晶體內(nèi)部，焦點(diǎn)處光斑直徑為100mm，抽運(yùn)光從LD到Nd:YVO4晶體內(nèi)部的總耦合效率為92％。采用平凹穩(wěn)定型諧振腔提高器件的效率和穩(wěn)定性。為了提高抽運(yùn)光利用率，采用凹面后反射鏡和平面輸出鏡組成激光諧振腔。Nd:YVO4晶體的入射端面是曲率半徑為50mm球面。后反射鏡直接鍍制在此面上。它對(duì)1064nm的反射率>99.8%，對(duì)808nm光的透射率>99.5%。Nd:YVO4晶體的另一端為平面，鍍同時(shí)對(duì)1064nm和532nm的雙波長(zhǎng)增透膜，剩余反射率<0.25%。平面輸出鏡對(duì)1064nm光的反射率>99.8%，對(duì)532nm光的透射率>97%。平面輸出鏡的背面鍍有對(duì)532nm光的增透膜，剩余反射率<0.25%。采用北京人工晶體研究院生產(chǎn)的KTP倍頻晶體作腔內(nèi)倍頻器，按類臨界相位匹配角切割，它的橫截面為3×3mm2，通光方向長(zhǎng)5mm，兩個(gè)通光面同時(shí)鍍對(duì)1064nm和532nm的增透膜，每個(gè)面的剩余反射率<0.25%。為了提高器件的穩(wěn)定性，用環(huán)氧樹(shù)脂把全部元件粘接為一個(gè)整體，同時(shí)用一個(gè)半導(dǎo)體致冷器對(duì)它們進(jìn)行整體控溫。
用濾光器濾除輸出光束中的808nm的抽運(yùn)光和1064nm的基頻光后，用Ocean Optics, Inc. 公司的HR2000CG-UV-NI光譜儀測(cè)量綠光激光器的波長(zhǎng)，用清華大學(xué)研制的HH型F－P共焦球面掃描干涉儀測(cè)量綠激光的縱模，用北京物科光電技術(shù)公司的LP－3A型功率計(jì)測(cè)量532nm輸出功率和穩(wěn)定性。在LD發(fā)出的抽運(yùn)功率為1W時(shí)，得到230mW的TEM00模532nm綠激光的穩(wěn)定輸出，光－光轉(zhuǎn)換效率達(dá)23％，4小時(shí)的穩(wěn)定性優(yōu)于±3%，綠激光中有3－4個(gè)縱模，每個(gè)縱模的寬度小于40MHz（受儀器分辨率所限）。據(jù)我們所知，這種激光器的性能在同類產(chǎn)品中是最好的。
