专利名称：激光谐振器中的频率倍增装置的利记博彩app
为了使二极管泵激固体激光器的技术优点，如紧凑及坚固的结构、能耗小、不用水冷却等，也能用于可见光谱区域，通常需要一个频率倍增装置(SHG)，因为所述激光类型的基波波长通常处于红外光谱区域。为了在连续波激光器上使SHG得以技术实现，过去曾有一系列方法被提出来。它们主要可被这样地区分，即SHG晶体是位于基波谐振器的外部还是其内部。因为在第一情况下，为了达到足够的效率，SHG晶体必须设在一个独立的腔内，它的有效光波长必须非常精确地相对基波激光被稳定住，因此这种方法与相对高的技术成本相联系。易于实现的是第二方法，其中在谐振器内的基波模可被聚到SHG晶体中。这种所谓的“腔内SHG”的缺点是，功率输出耦合通过SHG导致不同轴向基波模的随时间变化的起振，该变化作用使激光不稳定。这便产生了使谐波强度显著波动的后果(被称为“绿色问题”)。为了避免这种波动，在美国专利US 5,446,749中提出，将基波谐振器做得很长(约1米)，以便通过大量数目轴向模的干扰使强度波动在统计上被整平。但这种长谐振器不能用于小型结构中。还有一种避免所述强度波动的可能性，它在于，在基波谐振器中装入一个法布里-珀罗标准器，以此方式迫使仅有一个轴向模起振。但通过该措施引起了附加损耗。
本发明的任务在于，实现一种可小型化的结构，它能避免上述缺点。如本申请人将指出的，这是以出人意料的简单且有效的方式这样实现的，即SHG晶体本身又构成标准器并由此同时承担模选择功能及频率倍增功能。这种结构的另一实质性优点在于，在标准器内部存在着强度的提升，这由于谐波强度对基波强度的平方关系引起了倍增效率的提高，并由此可使用相对短的SHG晶体。
图1表示本发明所建议的谐振器结构的概图，其中具有泵激光束，用于基波波长的激光晶体1，SHG晶体4，输入及输出耦合镜(2及3)。
以下将借助于在图1中概示的实施例来描述本发明的基本构思。由激光活性材料(例如，NdYAG，NdYLF，NdYALO，NdYVO4)做的晶体杆1被从左侧通过输入耦合镜2受泵激。后者与镜3构成基波谐振器。在晶体杆1及镜3之间设有一个由非线性材料(例如，KTP、LBO、LiJO3)做的SHG晶体4，它的端面被研磨成平行的平面，及其间隔相应于基波波长的许多倍，以使得该晶体可同时作为模选择器。镜2及3的曲率半径被这样地选择，即将基模聚焦到SHG晶体中，以便在那里达到尽可能高的强度。输入耦合镜2被镀有对泵激波波长抗反射(AR)、对于基波波长(ω)及其谐波波长(2ω)强反射(HR)的层。同时用于谐波输出耦合的镜3镀有用于ω的HR层及用于2ω的AR层。晶体杆1的各个端面镀有既用于ω又用于2ω的AR层。SHG晶体的两个端面镀有用于2ω的AR层，这些面对于ω的反射率在5到90％之间，并与其余参数相关地这样地标准，即仅使通过这两平面的距离选择的波长在基波谐振器中起振。因为在标准器端面内的基波来回地反射，在标准器中形成基波强度的提升，例如当该平面的反射率为50％的情况下，典型地对应于系数4。因为，如刚才所述，谐波强度正比于基波强度的平方，这相当于倍增效率的系数增大16倍。因此，SHG晶体的长度可比通常腔内倍增装置的情况选择得缩小16倍。这就有可能做到，SHG晶体端面之间的距离被选择得这样地小，即通过标准器的自由频谱区域及相对在终端泵激式激光器中出现的频谱烧孔(Lochbrennen)能保证足够的模选择。在由NdYAG做的5cm长的放大器晶体的情况下，根据这些要求典型地获得了SHG晶体的长度为0.5mm。因为短的SHG晶体能以较高的光学质量及较小的成本制造，由此使频率倍增装置的效率及光束质量同时提高，并使生产成本下降。短的SHG的另一优点在于，相位适配问题及所谓“离散角效应”得以减少。为了保证在镜2上反射出的谐波与从SHG晶体直接向右方向行进的波同相，在SHG晶体及镜2之间的距离需相应地调节。
该借助图1所描述的实施例可谓是体现了该装置的最简单方案。这里当然还可以插入附加的偏转镜来改善基波模的聚焦。此外，用来产生基波的装置也可变更，例如通过在德国专利申请19541020.3中所描述的、设有泵激光束多重聚焦的装置来代替。
权利要求
1.在一种激光器中借助于一个设在基波谐振器中的非线性晶体的频率倍增装置，其特征在于该非线性晶体构成法布里-珀罗标准器，并由此除频率倍增外同时起到基波谐振器轴向模的选择作用。
2.根据权利要求1的频率倍增装置，其特征在于标准器的厚度及其自由频谱范围这样地被调整，即仅使基波谐振器的轴向模起振并由此避免谐波的强度波动。
3.根据权利要求1和或2的频率倍增装置，其特征在于对SHG晶体的端面的反射率这样地选择，即在该晶体内部实现基模强度的提升，以致由此使频率倍增的效率提高，并使利用相对短的高效非线性晶体成为可能。
全文摘要
描述了在一种激光器中借助一个设在基波谐振器中的非线性晶体使频率倍增的装置,后者构成法布里—珀罗标准器,并由此除频率倍增外同时起到基波谐振器轴向模的选择作用。
文档编号H01S3/098GK1261471SQ98806589
公开日2000年7月26日 申请日期1998年7月3日 优先权日1997年7月5日
发明者康拉德·阿里曼, 弗兰克·海尼, 索尔斯坦恩·哈尔多森 申请人:戴姆勒-克莱斯勒股份公司