一种单向行波环形腔单频准三能级固体激光器

摘要

本发明公开了一种单向行波环形腔单频准三能级固体激光器，采用热键合激光晶体作为腔内激光反射元件，并通过选择热键合表面的位置，使掺杂激活离子的晶体中与反射对应的入射光束在掺杂激活离子的晶体中的传播长度小于反射光束在掺杂激活离子的晶体中的传播长度。本发明可以减小当采用单向抽运时在未加抽运的传播路径上激光经历的再吸收损耗，从而在保证激光器的紧凑、稳定且降低系统成本及复杂度的同时，有效提高单向抽运时的激光器输出性能。进一步通过选择简单紧凑的激光器结构以及热键合表面的位置，可以在谐振腔内部获得高的线偏振度，从而有利于高效地进行腔内倍频。

主权项

一种单向行波环形腔单频准三能级非平面固体激光器，其特征是：激光工作物质是热键合激光晶体，热键合激光晶体由光学各向同性的掺杂激活离子的晶体与光学各向同性的未掺杂激活离子的晶体通过热键合形成，且掺杂激活离子的晶体与未掺杂激活离子的晶体的基质晶体相同；掺杂激活离子的晶体与未掺杂激活离子的晶体间的热键合表面，为该热键合激光晶体的一个内部光学表面；热键合激光晶体的所有外部光学表面中，只有一个光学表面同时用于抽运激光输入及腔内振荡激光耦合输出；所述的同时用于抽运激光输入及腔内振荡激光耦合输出的光学表面上镀有抽运激光的增透膜和腔内振荡激光的偏振输出膜，且该同时用于抽运激光输入及腔内振荡激光的耦合输出的光学表面上的反射点处在所述的掺杂激活离子的晶体的一个外部光学表面上；腔内传播的激光穿过热键合表面进入到掺杂激活离子的晶体后，在所述的同时用于抽运激光输入及腔内振荡激光耦合输出的光学表面上经历入射角小于全反射临界角的反射，且该反射将掺杂激活离子的晶体中的激光光束分为入射光束和反射光束；半导体激光抽运源发出的抽运激光经该反射的位置进入掺杂激活离子的晶体后的传播方向与所述的反射光束的传播方向相同；选择所述的热键合表面的位置，使所述的入射光束在掺杂激活离子的晶体中的传播长度小于所述的反射光束在掺杂激活离子的晶体中的传播长度；谐振腔由所述的热键合激光晶体与角锥棱镜构成；热键合激光晶体的所有外部光学表面中，对腔内振荡激光具有反射作用的光学表面分别为第一光学表面和第二光学表面；第一光学表面与第二光学表面垂直，且热键合激光晶体中的所有振荡激光光束均处在同时与第一光学表面和第二光学表面垂直的一个平面中；第一光学表面上的反射点位于未掺杂激活离子的晶体的外部光学表面上，且腔内振荡激光在第一光学表面上发生全内反射；第二光学表面为所述的同时用于抽运激光输入及腔内振荡激光耦合输出的光学表面；腔内激光透射进入热键合激光晶体后，依次顺序经历第一光学表面、第二光学表面的反射后，透射出热键合激光晶体，且透射出的光束与进入热键合激光晶体之前的光束的传播方向平行；之后该透射出的光束入射到角锥棱镜中， 并依次在角锥棱镜的第一直角反射面、第二直角反射面和第三直角反射面上发生全内反射；通过所述的第一光学表面、第二光学表面、第一直角反射面、第二直角反射面和第三直角反射面的反射，使振荡激光在腔内形成闭合环路；在角锥棱镜中，第二直角反射面上的反射点不处在第一直角反射面的入射光束同第三直角反射面的反射光束构成的平面中；外加磁场施加到角锥棱镜上；选择外加磁场的方向，使振荡激光按照所述的闭合环路在腔内沿环形单向传播。