拓扑绝缘体脉冲调制器件及全固态激光用脉冲调制激光器

摘要

本发明涉及拓扑绝缘体脉冲调制器件及全固态激光用脉冲调制激光器。拓扑绝缘体脉冲调制器件包括衬底和沉积在衬底上面的拓扑绝缘体材料,可用于对产生可见光、红外或紫外的激光进行调Q和锁模，制成全固态激光用脉冲调制激光器；所述的全固态激光用脉冲调制激光器包括泵浦源，前腔镜，激光增益介质，拓扑绝缘体调制器件，输出镜；是将所述的拓扑绝缘体调制器件放于全固态激光器的谐振腔内，制成调Q器件或锁模器件的激光器。本发明的脉冲调制器件具有制作简单、可实现波长较大范围内激光的调节、有利于产业化生产等特点。

主权项

一种基于拓扑绝缘体的全固态激光用脉冲调制激光器，包括泵浦源，前腔镜，激光增益介质，拓扑绝缘体调制器件，输出镜；所述的前腔镜和输出镜组成谐振腔，前腔镜镀以对激光波段高反射介质膜，输出镜镀以对激光波段部分反射介质膜；将所述的拓扑绝缘体调制器件放于全固态激光器的谐振腔内，制成调Q器件或锁模器件的激光器；所述的拓扑绝缘体脉冲调制器件是拓扑绝缘体材料Bi₂Se₃、Bi₂Te₃或Sb₂Te₃沉积在石英衬底或蓝宝石衬底上制成，所述衬底厚度为1‑2mm，沉积在衬底上面的拓扑绝缘体材料厚度为10‑100纳米，在衬底上未载有拓扑绝缘体的一面镀有利于激光振荡的介质膜；所述脉冲调制激光器为下列之一种：所述脉冲调制激光器为端面泵浦拓扑绝缘体调Q器件激光器，包括泵浦源，光纤耦合系统，聚焦系统，前腔镜，激光增益介质，拓扑绝缘体调制器件，平凹输出镜；前腔镜和输出镜构成的谐振腔采用直腔，谐振腔长度为1cm；泵浦光经光纤耦合系统、聚焦系统和前腔镜输入到激光增益介质中，产生激光经拓扑绝缘体调制器件调制后再通过平凹输出镜，输出调Q脉冲；所述泵浦源为发射波长808nm的半导体激光器；所述前腔镜为平面镜，靠近泵浦源一端表面镀以对808nm增透的介质膜，另一端表面镀以对1.05‑1.07μm高反射的介质膜；所述激光增益介质是Nd:YAG晶体；所述平凹输出镜半径为10‑1000mm，其凹面镀以对1.05‑1.07μm反射率为80%‑99%的部分反射介质膜，其平面镀以对1.05‑1.07μm增透的介质膜；或，所述脉冲调制激光器为端面泵浦拓扑绝缘体锁模器件激光器，包括泵浦源，光纤耦合系统，聚焦系统，前腔镜，激光增益介质，平凹反射镜，拓扑绝缘体调制器件，平平输出镜；前腔镜和输出镜构成的谐振腔采用V型腔，泵浦光经光纤耦合系统、聚焦系统和前腔镜输入到激光增益介质中，经平凹反射镜反射后通过拓扑绝缘体调制器件，最后通过平平输出镜输出锁模脉冲；所述泵浦源为发射波长976nm的LD激光器；前腔镜为平面镜，靠近泵浦源一端表面镀以对976nm增透的介质膜，另一端镀以对1.03‑1.08μm高反射的介质膜；所述激光增益介质是Yb:GdVO₄晶体，泵浦光入射端面镀有对976nm、1.03‑1.08μm增透的介质膜，在输出端一面镀有对1.03‑1.08μm增透的介质膜；所述平凹反射镜的凹面镀以对1.03‑1.08μm高反射的介质膜；所述输出镜靠近谐振腔一端表面镀以对1.03‑1.08μm反射率为80%‑99%的部分反射介质膜，另一端镀以对1.03‑1.08μm增透的介质膜。