激光晶體1.19μm波段激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光器，特別是一種光纖激光雙端泵浦1.19 μπι波段激光器。
【背景技術】
[0002]自上世紀60年代激光問世以來，隨著激光器件的迅猛發展與激光技術的不斷進步，激光與物質相互作用的范疇也在不斷拓展，不同波長范圍的激光在其特定應用對象和應用領域中發揮著自身獨特的優勢與作用，其中，1.19 μπι波段范圍激光不僅可以用作Tm3+、Ho3+石英光纖激光器泵浦源，更重要的是，以該波段范圍激光作為基頻光，與倍頻技術相結合，其所對應的550nm-600nm波段范圍的倍頻橙黃激光在激光鈉導星、生物醫學、醫療美容、食品藥品檢測、激光顯示以及高分辨率光譜學等領域中有著廣泛的應用與需求前景。目前獲得1.19 μ m波段范圍激光輸出主要采用以下兩種方式:一是燈泵浦或LD泵浦固體拉曼激光器，如采用燈泵浦Nd3+: YAG激光器作為泵浦源，在泵浦功率60W、脈沖重復頻率
1.1kHz、脈沖寬度50ns時，Ba (NO3) 2晶體一階斯托克斯拉曼頻移激光器輸出1197nm拉曼激光(V.A.Lisinetskii, T.Riesbeck, H.Rhee, et al., High average power generat1n inbarium nitrate Raman laser [J].Appl.Phys.B, 2010, 99 (1-2): 127-134) ; 二是利用半導體激光器直接輸出1.19 μ m波段范圍激光，如:基于GaInNAs的薄片激光器實現1190nm激光輸出，并經倍頻輸出黃光激光 7.4W(7.4W yellow GalnNAs-based semiconductor disklaser[J].Electron.Lett, 2011, 47(20):1139 - 1440)。
[0003]雖然上述兩種1.19 μπι波段范圍激光輸出方式都有自身優勢，但也都存在一定的缺陷，如固體拉曼倍頻激光系統結構簡單，但輸出功率較低，晶體熱透鏡效應較明顯；半導體1190nm波段激光器發散角較大，光束質量較低，而且光譜線寬較寬。基于1190nm波段范圍激光的發展現狀，為克服現存問題，尋求新材料、新途徑以獲得更加有效的該波段激光輸出是十分必要而迫切的一項任務，具有十分重要的實際應用價值。

【發明內容】

[0004]本發明為了解決目前1.19 μπι波段固體拉曼激光器熱效應明顯而且輸出功率低、
1.19 ym波段半導體激光器發散角較大等問題，提供一種光纖激光雙端泵浦Ho3+激光晶體1.19ym波段激光器，該激光器具有光束質量高、結構緊湊、工作安全、應用前景廣泛的
1.19 μπι波段新型固體激光器，在醫療、航空等領域具有十分重要的應用價值。
[0005]本發明的技術解決方案如下:
[0006]一種光纖激光雙端泵浦Ho3+激光晶體1.19 μ m波段激光器，包括摻雜Ho 3+激光晶體，其特點在于，在摻雜Ho3+激光晶體水平光路上依次設置有第一光纖激光泵浦源、第一光隔離器、第一親合系統、偏振分光棱鏡PBS、摻雜Ho3+激光晶體及其冷卻系統、45°分束鏡、第二親合系統、第二光隔離器和第二光纖激光泵浦源；在所述的偏振分光棱鏡的反射光方向即與所述水平光路垂直的光路上依次是凸透鏡和全反射端鏡；在所述的45°分束鏡的反射光方向是親合輸出鏡；
[0007]所述第一光隔離器、第一耦合系統、第二耦合系統、第二光隔離器的通光面均鍍有
1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光增透膜；
[0008]所述偏振分光棱鏡與水平光路垂直和平行的四個通光面均鍍有1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光增透膜，與第一光纖激光泵浦源發出的泵浦光傳播方向成135°的分光面鍍有1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光‘p’偏振增透膜和‘s’偏振高反膜；
[0009]所述45°分束鏡兩個通光面均鍍有1.10 μ m-1.50 μπι波段范圍激光‘ρ’偏振增透膜和‘S，偏振高反膜；
[0010]所述凸透鏡兩通光面均鍍有1.10 μ m-1.50 μπι波段范圍激光增透膜；
[0011]所述全反射端鏡靠近偏振分光棱鏡的一面鍍有1.10 μπι-1.50 μπι波段范圍激光高反膜和2.0-3.0ym波段范圍激光增透膜；
[0012]所述耦合輸出鏡靠近45°分束鏡的一面鍍有1.19μπι波段范圍激光減反膜和
2.0-3.0ymym波段范圍激光增透膜。
[0013]所述Ho3+激光晶體為摻鈥釔鋁石榴石、摻鈥氟化镥鋰、摻鈥氟化鉛、摻鈥氟化釔鋰或共摻鈥鐠氟化镥鋰激光晶體，晶體兩通光面均鍍有1.10 μ m-1.20 μπι波段范圍與
2.0 μ m-3.0ym波段范圍激光增透膜。
[0014]所述第一光纖激光泵浦源和第二光纖激光泵浦源為同波長或者不同波長的
1.13 μ m-1.18 μ m波段范圍摻雜Yb3+光纖激光器或摻雜Yb 3+拉曼光纖激光器。
[0015]所述冷卻系統為水循環冷卻系統或半導體冷卻系統。
[0016]所述凸透鏡(13)是雙凸透鏡或平凸透鏡。
[0017]所述激光器是一種光纖激光雙端泵浦的1.19 μπι波段激光器，以Ho3+激光晶體作為工作物質，1.13 μ m-1.18 μπι波段光纖激光器作為泵浦源，利用光隔離器、偏振分光棱鏡、45°分束鏡、親合系統，使Ho3+激光晶體吸收雙端‘ρ’偏振方向光纖泵浦光，實現激光晶體中Ho3+從516到518能級間躍迀產生1.19μπι波段激光輸出，是具有光束質量高、結構緊湊、調節靈活方便、工作安全、應用前景廣泛的1.19 μπι波段新型激光器。
[0018]本發明的特點及有益效果:
[0019]本發明采用光纖激光泵浦實現1.19 μπι波段激光輸出至今罕見報道，與傳統的LD泵浦和燈泵浦相比較，光纖激光器作為泵浦源，具有光束質量好、耦合效率高的特點；
[0020]采用雙端泵浦結構，同時應用光隔離器、偏振分光棱鏡、45°分束鏡控制泵浦光與激光的偏振方向，充分利用了泵浦光的能量，具有結構新穎、效率高、結構緊湊、工作安全、用途廣泛的等特點，適用于1.19μπι波段范圍激光的產生于輸出。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明光纖激光雙端泵浦Ho3+激光晶體1.19μπι波段激光器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]參看圖1，圖1為本發明光纖激光雙端泵浦Ho3+激光晶體1.19 μπι波段激光器的結構示意圖。由圖可見，本發明雙端泵浦Ho3+激光晶體1.19 μπι波段激光器，包括摻雜Ho3+的激光晶體5，在摻雜Ho3+的激光晶體5水平光路上依次設置有第一光纖激光泵浦源1、第一光隔離器2、第一親合系統3、偏振分光棱鏡PBS 4、摻雜Ho3+激光晶體5及其冷卻系統6、45°分束鏡7、第二耦合系統8、第二光隔離器9、第二光纖激光泵浦源10 ;與所述水平光路垂直的豎直光路上偏振分光棱鏡PBS 4的上面設置有凸透鏡13、全反射端鏡M2Il ;與所述水平光路垂直的豎直光路上45°分束鏡的下面設置有耦合輸出鏡M1U ;其中:
[0023]所述第一光隔離器2、第一耦合系統3、第二耦合系統8、第二光隔離器9的通光面均鍍有1.10 μ m-1.50ym波段范圍激光增透膜；
[0024]所述偏振分光棱鏡PBS 4與與水平光路垂直與平行的四個通光面均鍍有
1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光增透膜，與第一光纖激光泵浦源I發出的泵浦光傳播方向成135°的通光面鍍有1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光‘ρ’偏振增透膜和‘s’偏振高反膜；
[0025]所述45°分束鏡7兩個通光面均鍍有1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光‘ρ’偏振增透膜；
[0026]所述凸透鏡13兩通光面均鍍有1.10 μ m-1.50 μπι波段范圍激光增透膜；
[0027]所述全反射端鏡M2Il靠近偏振分光棱鏡PBS4的一面鍍有1.10 μ m-1.50 μ m波段范圍激光高反膜和2.0 μ m-3.Ομπι波段范圍激光高透膜；
[0028]所述耦合輸出鏡乂12靠近45°分束鏡7的一面鍍有1.194 ym激光減反膜和
2.0 μ m-3.0ym波段范圍激光高透膜。
[0029]所述Ho3+激光晶體5為摻鈥釔鋁石榴石Ho 3+: YAG、摻鈥氟化镥鋰Nd3+: LLF、摻鈥氟化鉛Ho3+= PbF2、摻鈥氟化釔鋰Ho3+ = YLF激光晶體、共摻鈥鐠氟化镥鋰Ho3+/Pr3+:LLF中的一種晶體，晶體兩通光面均鍍有1.10 μ m-1.20 μ m波段范圍和2.0 μ m-3.0 ym波段范圍激光增透膜。
[0030]所述第一光纖激光泵浦源I和第二光纖激光泵浦源10為同波長或者不同波長的
1.13 μ m-1.18 μ m波段范圍摻雜Yb3+光纖激光器或摻雜Yb 3+拉曼光纖激光器作為泵浦源。[0031 ] 所述冷卻系統6為水循環冷卻系統或半導體冷卻系統；
[0032]所述第一光纖激光泵浦源I發出的1.13 μ m-1.18 μ m波段范圍激光，經過第一光隔離器2后，順著第一光纖激光泵浦源I向第二光纖激光泵