(19) 中华人民共和国国家知识产权局 (12) 发明专利 (21) 申请号 (22) 申请日 (65) 同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN A (43) 申请公布日 (73) 专利权人中国科学院物理

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1 (19) 中华人民共和国国家知识产权局 (12) 发明专利 (21) 申请号 (22) 申请日 (65) 同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN A (43) 申请公布日 (73) 专利权人中国科学院物理研究所地址北京市海淀区中关村南三街八号专利权人西安电子科技大学 (72) 发明人魏志义魏龙韩海年王兆华田文龙刘家兴 (74) 专利代理机构北京智汇东方知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 代理人范晓斌郭海彬 (51)Int.Cl. H01S 3/16( ) (56) 对比文件 US A, , (10) 授权公告号 (45) 授权公告日 CN A, , Jinwei Zhang et al..diode-pumped 88- fs Kerr-lens mode-locked Yb:Y3Ga5O12 crystal laser. OPTICS EXPRESS.2013, 第 21 卷 ( 第 24 期 ), Michal Jelinek et al..pulsed and continuous-wave laser operation of TGTgrown Nd,Y-codoped:SrF2 single crystal. Laser Physics Letters.2014, 第 11 卷 Michal Jelinek et al..pulsed and continuous-wave laser operation of TGTgrown Nd,Y-codoped:SrF2 single crystal. Laser Physics Letters.2014, 第 11 卷 Yongdong Zhang et al..diode-pumped passively mode-locked Yb:Y3Ga5O12 laser. OPTICS LETTERS.2009, 第 34 卷 ( 第 21 期 ), 审查员郭万红权利要求书 2 页 6 页附图 2 页 (54) 发明名称飞秒锁模激光器 (57) 摘要本发明公开了一种飞秒锁模激光器及 Nd,Y: SrF2 材料在激光器中的应用该激光器用于输出经锁模的激光, 包括 : 具有聚焦系统的泵浦源, 用于提供泵浦激光并将泵浦激光聚焦到激光晶体上 ; 激光晶体, 用作增益介质 ; 由多个光学元件构成的光学系统, 包括用于形成激光的往返光路的谐振腔, 激光晶体设置在往返光路中 ; 其中, 激光晶体由 Nd,Y:SrF2 材料形成采用 Nd,Y:SrF2 作为激光晶体并应用到激光器锁模中, 得到了满足高效低能耗的亚百飞秒激光需要的飞秒锁模激光器, 在实现脉冲宽度小于 100fs 的同时, 在 1W 泵浦功率下, 输出功率达到 100mW, 较好地解决了掺钕玻璃激光器中存在的输出功率不足及热稳定性差的问题

2 权利要求书 1/2 页 1. 一种飞秒锁模激光器, 用于输出经锁模的激光, 包括 : 具有聚焦系统的泵浦源 (10), 用于提供泵浦激光并将所述泵浦激光聚焦到激光晶体 (20) 上 ; 激光晶体 (20), 用作增益介质 ; 由多个光学元件构成的光学系统, 包括用于形成所述激光的往返光路的谐振腔, 所述激光晶体 (20) 设置在所述往返光路中 ; 其中, 所述激光晶体 (20) 由 Nd,Y:SrF2 材料形成 ; 所述谐振腔具有设置在所述往返光路的第一端部处用于反射所述激光的第一端镜 (30), 以及设置在所述往返光路的第二端部处用作输出镜的第二端镜 (40), 用于部分反射和部分透射所述激光 ; 所述第二端镜 (40) 面向谐振腔内的一面镀有在增益激光处输出耦合率为 0.3% 的介质膜, 所述第二端镜 (40) 背向谐振腔内的一面还镀有促进增益激光透射的增透介质膜 ; 所述谐振腔还具有沿所述往返光路设置在所述第一端镜 (30) 和所述第二端镜 (40) 之间的第一凹面镜 (50) 第二凹面镜 (60) 和第三凹面镜 (70); 并且布置成使得所述具有聚焦系统的泵浦源 (10) 发出的所述泵浦激光经过所述第一凹面镜 (50) 后入射到所述激光晶体 (20) 上, 经振荡产生的激光先入射到所述第二凹面镜 (60) 上, 并被所述第二凹面镜 (60) 和所述第三凹面镜 (70) 依次反射, 然后入射到所述第一端镜 (30) 上 ; 所述第一端镜 (30) 将激光原路返回, 到达所述第一凹面镜 (50), 并被所述第一凹面镜 (50) 依次反射, 最终入射到所述第二端镜 (40) 上, 透过所述第二端镜 (40) 输出经锁模的所述激光 ; 所述激光晶体 (20) 上面向所述第一端镜 (30) 的侧面与面向所述第二端镜 (40) 的侧面上依次镀有促进泵浦激光透射的增透介质膜和促进增益激光透射的增透介质膜 ; 所述激光晶体 (20) 上未镀增透介质膜的侧面上, 包覆有铟铂层 2. 根据权利要求 1 所述的激光器, 其特征在于, 所述第一凹面镜 (50) 的曲率半径为 120mm, 所述第二凹面镜 (60) 的曲率半径为 150mm, 所述第三凹面镜 (70) 的曲率半径为 300mm 3. 根据权利要求 1-2 中任一项所述的激光器, 其特征在于, 所述谐振腔还具有设置在所述往返光路中用于色散补偿的 GTI 镜 (80), 所述 GTI 镜 (80) 布置成将来自所述第二凹面镜 (60) 和所述第三凹面镜 (70) 中一个的激光反射至另一个 4. 根据权利要求 3 所述的激光器, 其特征在于, 所述 GTI 镜 (80) 提供的反常色散值为 fs 2 ~-250fs 2 5. 根据权利要求 4 所述的激光器, 其特征在于, 所述 GTI 镜 (80) 提供的反常色散值为 - 750fs 2 6. 根据权利要求 3 所述的激光器, 其特征在于, 所述第一端镜 (30) 为半导体可饱和吸收镜, 用于形成所述飞秒锁模激光器的稳定锁模 7. 根据权利要求中任一项所述的激光器, 其特征在于, 所述激光晶体 (20) 中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.2%~1.5%,Y 原子的掺杂浓度为 2%~ 15% 8. 根据权利要求 7 所述的激光器, 所述激光晶体 (20) 中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.4%,Y 原 2

3 权利要求书 2/2 页子的掺杂浓度为 10% 9. 根据权利要求中任一项所述的激光器, 其特征在于, 所述激光晶体 (20) 为长方体 ; 所述激光晶体 (20) 的尺寸为 3mm 3mm 6mm 10. 根据权利要求中任一项所述的激光器, 其特征在于, 所述第一端镜 (30) 的调制深度为 0.4%, 非饱和吸收损耗为 0.7%, 饱和通量为 90μJ/ cm 2, 弛豫时间为 500fs, 中心波长为 1064nm 3

4 1/6 页飞秒锁模激光器技术领域 [0001] 本发明涉及一种激光器技术领域, 特别是涉及一种飞秒锁模激光器及 Nd,Y:SrF2 材料在激光器中的应用背景技术 [0002] LD(Laser Diode, 激光二极管 ) 泵浦全固态激光器集二极管激光器和固体激光器的优点于一身, 且弥补了两者的不足, 使得 LD 泵浦的全固态激光器优于灯泵固态激光器和二极管激光器本身, 具有以下优点, 如总体效率高 ; 稳定性好 ; 光束质量高发散角小, 具有高的空间相干性 ; 结构紧凑小型化 ; 可靠性高寿命长 ; 易实现单频运转 ; 峰值功率高 ; 波长覆盖范围宽等, 因此其各项性能指标以及在实现产业化等方面都取得了很大的进步 [0003] 1981 年, 美国贝尔实验室成功研制出碰撞锁模染料激光器, 实现了飞秒 (fs,10-15 s) 量级的激光输出, 其极短的脉冲宽度和极高的峰值功率使得飞秒超快激光技术成为激光研究领域的一大热点飞秒激光在工业加工医疗科研和国防等领域有着重要的应用 1 μm 附近的小于 100fs 的激光脉冲具有独特的应用优势, 可以应用在光学相干断层成像技术非线性显微技术太赫兹光源的产生和辐射以及化学生物学中的泵浦 - 探测技术等方面因此追求更短的脉冲宽度一直是人们努力追求的目标 [0004] Nd 掺杂的激光材料是一种用于产生 1μm 波段超快激光的重要介质这一类激光材料通常具有发射截面大和上能级寿命长等优点, 保证了基于这类材料的激光具有高效率和高功率高效的四能级系统使得 Nd 增益介质容易实现粒子数反转和激光辐射, 从而相比于准三能级系统的激光器,Nd 激光器可以具有更低的阈值, 更低的能耗 [0005] 目前, 已经有一些关于 Nd 超快激光器的报导, 报导的激光器具有高的效率和高的输出功率, 但是它们的脉冲宽度却在皮秒量级, 因为所用的 Nd 掺杂的材料荧光发射光谱很窄, 从傅里叶变换极限来说, 不足以支持更短的飞秒脉冲的产生 [0006] Nd:glass( 钕玻璃 ) 激光材料是目前唯一能获得脉冲宽度小于 100fs 的 Nd 掺杂的增益介质, 输出的最短脉冲可以达到 60fs, 但是输出功率不足 100mW 并且钕玻璃具有热导性差的缺点, 带来一些稳定性差的问题 [0007] 因此, 如何在满足高效低能耗的亚百飞秒激光的需要以及解决钕玻璃飞秒锁模激光器中存在的缺点, 成为目前亟需解决的技术难题发明内容 [0008] 本发明的目的旨在提供一种飞秒锁模激光器及 Nd,Y:SrF2 材料在激光器中的应用, 首次在掺杂 Nd 离子的激光晶体上实现了脉宽小于 100fs 的飞秒锁模并且在 1W 功率泵浦下具有高的输出功率 [0009] 为了解决上述问题, 根据本发明的一个方面, 提供了一种飞秒锁模激光器, 用于输出经锁模的激光, 包括 : 具有聚焦系统的泵浦源, 用于提供泵浦激光并将泵浦激光聚焦到激光晶体上 ; 激光晶体, 用作增益介质 ; 由多个光学元件构成的光学系统, 包括用于形成激光 4

5 2/6 页的往返光路的谐振腔, 激光晶体设置在往返光路中 ; 其中, 激光晶体由 Nd,Y:SrF2 材料形成 [0010] 进一步地, 谐振腔具有设置在往返光路的第一端部处用于反射激光的第一端镜, 以及设置在往返光路的第二端部处用作输出镜的第二端镜, 用于部分反射和部分透射激光 ; 谐振腔还具有沿往返光路设置在第一端镜和第二端镜之间的第一凹面镜第二凹面镜和第三凹面镜 ; 并且布置成使得具有聚焦系统的泵浦源发出的泵浦激光经过第一凹面镜后入射到激光晶体上, 经振荡产生的激光先入射到第二凹面镜上, 并被第二凹面镜和第三凹面镜依次反射, 然后入射到第一端镜上 ; 第一端镜将激光原路返回, 到达第一凹面镜, 并被第一凹面镜依次反射, 最终入射到第二端镜上, 透过第二端镜输出经锁模的激光 [0011] 进一步地, 第一凹面镜的曲率半径为 120mm, 第二凹面镜的曲率半径为 150mm, 第三凹面镜的曲率半径为 300mm [0012] 进一步地, 谐振腔还具有设置在往返光路中用于色散补偿的 GTI 镜,GTI 镜布置成将来自第二凹面镜和第三凹面镜中一个的激光反射至另一个 ; 优选地,GTI 镜提供的反常色散值为 -1000fs 2 ~-250fs 2, 最优选地 GTI 镜提供的反常色散值为 -750fs 2 [0013] 进一步地, 第一端镜为半导体可饱和吸收镜, 用于形成飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器的稳定锁模 [0014] 进一步地, 激光晶体中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.2%~1.5%,Y 原子的掺杂浓度为 2%~15%; 优选地, 激光晶体中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.4%;Y 原子的掺杂浓度为 10% [0015] 进一步地, 激光晶体为长方体 ; 激光晶体的尺寸为 3mm 3mm 6mm [0016] 进一步地, 第一端镜的调制深度为 0.4%, 非饱和吸收损耗为 0.7%, 饱和通量为 90 μj/cm 2, 弛豫时间为 500fs, 中心波长为 1064nm [0017] 进一步地, 第二端镜面向谐振腔内的一面镀有在增益激光处输出耦合率为 0.3% ~1.6% 的介质膜, 优选地, 介质膜的输出耦合率为 0.3%; 第二端镜背向谐振腔内的一面镀有促进增益激光透射的增透介质膜 [0018] 根据本发明的另一个方面, 提供了一种 Nd,Y:SrF2 材料作为激光晶体在激光器中的应用 [0019] 根据本发明的又一方面, 提供了一种激光器, 具有用作增益介质的激光晶体, 该激光晶体由 Nd,Y:SrF2 材料形成 [0020] 应用本发明的技术方案, 通过采用 Nd,Y:SrF2( 钕钇共掺氟化锶 ) 作为激光晶体并应用到激光器锁模中, 得到了一种能够满足高效低能耗的亚百飞秒激光需要的新型飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器, 该飞秒锁模激光器能够在实现脉冲宽度小于 100fs, 在 1W 泵浦功率下, 可使得输出功率达到 100mW, 较好地解决了现有掺钕玻璃飞秒锁模激光器中所存在的输出功率不足的问题此外, 本发明所提供的飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器具有较好的热导性和稳定性 [0021] 根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述, 本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的优点和特征附图说明 [0022] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分本领域技术人员应该理解, 这些 5

6 3/6 页附图未必是按比例绘制的附图中 : [0023] 图 1 为根据本发明一种典型实施例的飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器的光路结构示意图 ; [0024] 图 2 为根据本发明一种典型实施例的飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器得到的锁模输出的脉冲信号的示意图 ; [0025] 图 3 为根据本发明一种典型实施例的飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器用强度自相关仪测得的脉冲宽度信号的示意图 ; 以及 [0026] 图 4 为根据本发明一种典型实施例的飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器用光谱仪测得的输出光谱信号的示意图具体实施方式 [0027] 为了解决现有技术中采用 Nd:glass( 钕玻璃 ) 激光材料作为增益介质时, 在获得小于 100fs 的脉冲宽度时输出功率较低的问题, 本发明提出了一种飞秒锁模激光器, 用于输出经锁模的激光该飞秒锁模激光器包括具有聚焦系统的泵浦源 10 激光晶体 20 以及由多个光学元件构成的光学系统其中, 具有聚焦系统的泵浦源 10 用于提供泵浦激光并将泵浦激光聚焦到激光晶体 20 上光学系统包括用于形成激光的往返光路的谐振腔, 由 Nd,Y:SrF2 材料形成的激光晶体 20 用作增益介质, 其被设置在往返光路中 [0028] 本发明是针对高效低能耗的亚百飞秒激光的需要以及钕玻璃飞秒锁模激光器中存在的缺点, 首次提出的一种采用新的 Nd,Y:SrF2( 钕钇共掺氟化锶 ) 激光晶体来实现脉冲宽度小于 100fs 的锁模激光器, 在 1W 泵浦功率下, 输出功率可以达到 100mW [0029] 如图 1 所示, 在本发明的一个具体实施例中, 谐振腔具有设置在往返光路的第一端部处用于反射激光的第一端镜 30, 以及设置在往返光路的第二端部处用作输出镜的第二端镜 40 其中, 第一端镜 30 为半导体可饱和吸收镜, 用于形成飞秒锁模 Nd,Y:SrF2 激光器的稳定锁模第二端镜 40 为平面镜, 其除了具有输出少量透过光的作用外, 还可以将增益激光不停地反射回谐振腔, 即用于部分反射和部分透射激光 [0030] 优选地, 谐振腔还具有沿往返光路设置在第一端镜 30 和第二端镜 40 之间的第一凹面镜 50 第二凹面镜 60 和第三凹面镜 70 该三个凹面镜布置成使得具有聚焦系统的泵浦源 10 发出的泵浦激光经过第一凹面镜 50 后入射到激光晶体 20 上, 经振荡产生的激光先入射到第二凹面镜 60 上, 并被第二凹面镜 60 和第三凹面镜 70 依次反射, 然后入射到第一端镜 30 上 ; 第一端镜 30 将激光原路返回, 到达第一凹面镜 50, 并被第一凹面镜 50 依次反射, 最终入射到第二端镜 40 上, 透过第二端镜 40 输出经锁模的激光 [0031] 在本发明的一个典型实施例中, 第二端镜 40 面向谐振腔内的一面镀有在增益激光处输出耦合率为 0.3% 的介质膜本发明创造性地采用输出耦合率为 0.3% 的介质膜, 得到小透射率的输出镜, 能够减小增益激光的透过率, 避免增益激光光谱成份的损耗, 使得增益激光能够在谐振腔内多次反射振荡, 进而增强谐振腔内的功率密度, 同时增加了自相位调制效应, 从而产生多的光谱成份以支持亚百飞秒脉冲, 加上精确的色散控制, 可使得最终能够获得小于 100fs 的脉冲 [0032] 同时考虑到第二端镜 40 的前表面对增益激光的透过率较低, 后表面的反射对输出功率影响较大, 优选地, 还在第二端镜 40 上背向谐振腔内的一面还镀有促进增益激光透射 6

7 4/6 页的增透介质膜通过镀增透介质膜, 降低了第二端镜 40 对输出激光的损耗 [0033] 在本发明的一个典型实施例中, 谐振腔还具有设置在往返光路中用于色散补偿的 GTI 镜 80 该 GTI 镜 80 布置成将来自第二凹面镜 60 和第三凹面镜 70 中一个的激光反射至另一个 GTI 镜 80 用于补偿腔内空气 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 以及第一端镜即 SESAM30 所引入的正常色散如果没有 GTI 镜 80 的补偿, 则会使得谐振腔内存在净的正色散, 无法较好地甚至不能够实现本发明的目的相比于传统的棱镜, 本发明采用 GTI 镜 80 进行色散补偿, 其方便简单且占地空间小, 可以使整个振荡器的结构更为紧凑 [0034] 优选地,GTI 镜 80 提供的反常色散值为 -1000fs 2 ~-250fs 2 该反常色散值的范围主要是根据腔内的正色散量来确定如果反常色散值低于 -1000fs 2, 则会出现腔内负色散过多的问题, 无法实现最短脉冲输出 ; 相反, 如果反常色散值高于 -250fs 2, 则会出现腔内为净的正色散, 容易导致皮秒脉冲锁模的问题最优选地,GTI 镜 80 提供的反常色散值为 - 750fs 2, 此时能够达到最佳的补偿效果 [0035] 如图 1 所示, 具体地, 从具有聚焦系统的泵浦源 10 发出的 795.5nm 的泵浦激光穿过第一凹面镜 50 后入射到 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 上, 由 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 产生的 1.06μm 增益激光入射到第二凹面镜 60 上后并被第二凹面镜 60 反射到 GTI 镜 80, 然后被 GTI 镜 80 反射到第三凹面镜 70, 再被反射到第一端镜 30 即半导体可饱和吸收镜 (SESAM) 上第一端镜 30 将激光原路返回, 到达第一凹面镜 50, 并被第一凹面镜 50 反射到输出镜 40, 起振后通过输出镜 40 输出激光通过调节第一端镜 30 的位置和角度可以启动锁模, 使得输出激光为飞秒脉冲透过输出镜 80 直接输出的飞秒脉冲的脉冲宽度为可达 85fs, 最大平均输出功率可达 106mW, 重复频率为 102MHz, 中心波长为 1060nm, 光谱半高宽为 14.3nm [0036] 在本发明的一个优选实施例中, 具有聚焦系统的泵浦源 10 为光纤耦合输出的半导体激光器, 用于输出波长为 795.5nm 的泵浦激光其中, 具有聚焦系统的泵浦源 10 的最大输出功率为 1.5W, 光纤的纤芯直径为 75μm 光纤输出后经 1:2 的光学耦合系统聚焦, 聚焦后的光斑直径约为 150μm, 焦距为 95mm 优选地,Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 垂直于泵浦激光方向放置 [0037] 本发明对 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 的形状没有特殊限制, 只要能够满足足够的增益长度 (6mm) 即可如可以为圆柱体长方体正方体等在一个优选实施例中,Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 为长方体, 尺寸为 3mm 3mm 6mm [0038] 考虑到激光增益的问题, 在本发明的一个优选实施例中, 激光晶体 20 中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.2%~1.5%,Y 原子的掺杂浓度为 2%~15% 如果 Nd 原子和 Y 原子的掺杂浓度较高, 会导致 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 的热导率下降, 进而出现由热引起的不稳定性 ; 相反, 如果 Nd 原子的掺杂浓度低于 0.2%, 会导致反转粒子数降低, 不利于能量的储存, 从而导致整个飞秒锁模激光器的增益效率下降如果 Y 原子的掺杂浓度低于 2%, 会导致晶体内的 Nd 离子产生较强的聚集效应, 从而降低 Nd 离子的量子效率, 最终导致整个飞秒锁模激光器的转化效率和输出功率下降最优选地, 激光晶体 20 中 Nd 原子的掺杂浓度为 0.4%,Y 原子的掺杂浓度为 10% [0039] 为了提高泵浦效率以及减小谐振腔的损耗, 优选地,Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 上面向第一凹面镜 30 的侧面与面向第二凹面镜 40 的侧面上依次镀有促进泵浦激光透射的增透介质膜和促进增益激光透射的增透介质膜一般泵浦激光的波长为 790~800nm, 增益激光的 7

8 5/6 页波长为 1000~1100nm 在 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 上未镀增透介质膜和增反介质膜的侧面上, 包覆有铟铂层通过设置铟铂层可有助于提高晶体的散热能力, 进而使晶体表面温度保持恒定将设置有介质膜和铟铂层的 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 固定在水冷铜块上, 水冷铜块设置在可调节的光学平移台上紫铜的水冷架上制冷且循环流通的蒸馏水保证 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 的表面温度维持在 12, 避免由于热积累导致输出激光的稳定性变差 [0040] 在本发明的一个优选实施例中, 第一凹面镜 50 的曲率半径为 120mm, 第二凹面镜 60 的曲率半径为 150mm 曲率半径的大小主要影响到 Nd,Y:SrF2 激光晶体 20 中心聚集光斑大小, 进而影响输出锁模激光的效率和脉冲宽度本发明将第一凹面镜 50 和第二凹面镜 60 的曲率半径限定为上述值, 可使得辐射激光束腰与泵浦激光束腰良好匹配, 从而得到了更短的脉冲宽度及更高的输出功率 [0041] 在本发明的一个优选实施例中, 第三凹面镜 70 的曲率半径为 300mm 第三凹面镜 70 的作用主要是将增益激光聚焦到第一端镜 30 上, 其曲率半径的大小主要影响到第一端镜 30 上光斑的大小将第三凹面镜 70 的曲率半径限定为 300nm, 可以保证锁模的稳定性和对调 Q 现象的抑制第二凹面镜 60 和第三凹面镜 70 朝向谐振腔的一面均镀有促进增益激光反射的增反介质膜 [0042] 在本发明的一个具体实施例中, 第一凹面镜 50 面向泵浦源 10 的一面镀有促进泵浦激光透射的增透介质膜第一凹面镜 50 背向泵浦源 10 的一面依次镀有促进泵浦激光透射的增透介质膜以及促进增益激光反射的增反介质膜 [0043] 在本发明的一个优选实施例中, 为了方便调节第一端镜 30 的位置, 优选地, 将第一端镜 30 设置在可调节的光学平移台上这样可以根据需要对第一端镜 30 的位置进行调节, 进而调节光斑大小 [0044] 在本发明的一个最佳实施例中, 第一端镜 30 的调制深度为 0.4%, 非饱和吸收损耗为 0.7%, 饱和通量为 90μJ/cm 2, 弛豫时间为 500fs [0045] 在本发明的一个具体实施例中, 第一端镜 30 和用于输出激光的第二端镜 40 构成了谐振腔的两个端镜, 整个谐振腔的长度为 1.47m, 对应于重复频率为 102MHz [0046] 本发明除了提供上述的飞秒锁模激光器外, 还提供了一种 Nd,Y:SrF2 材料作为激光晶体在激光器中的应用同时也提供了一种激光器, 其具有用作增益介质的激光晶体, 该激光晶体由 Nd,Y:SrF2 材料形成 [0047] 本发明的最佳实施中提供的激光器得到的平均输出功率达 106mW, 该锁模具有自启动特性, 用快速光电二极管及采样频率为 500MHz 的示波器检测到的腔内锁模脉冲序列如图 2 所示从图 2 中可以看出锁模处于稳定的连续状态 [0048] 图 3 为采用型号为 FR-103MN 的强度自相关仪测得的脉冲自相关信号从图 3 中可以看出, 在双曲脉正割型脉冲假设下, 对应的脉冲宽度为 85fs, 可见, 采用本发明所提供的激光器能够达到较短的脉冲输出 [0049] 图 4 为采用 YOKOGAWA 生产的型号为 AQ6370C 的光谱仪在分辨率为 2nm 下测得的光谱图, 从图 4 中可以看出, 其量程范围为 1020nm~1100nm, 中心波长为 1060nm, 光谱半高宽为 14.3nm [0050] 可见, 本发明具有很好的实用性和可操作性, 不仅结构紧凑小巧, 同时具有成本低脉冲宽度窄光光转换效率高以及能耗低等特点, 可广泛应用于国防医疗科研等领 8

9 6/6 页域, 具有很好的应用前景和商业价值 [0051] 至此, 本领域技术人员应认识到, 虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例, 但是, 在不脱离本发明精神和范围的情况下, 仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改因此, 本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改 9

10 附图 1/2 页图 1 图 2 10

11 附图 2/2 页图 3 图 4 11

106 山东科学 2016 年体 [1-8] ; 另一种是不具有人眼安全性质的激光经过频率变换, 获得具有人眼安全性质的激光在全固态激光器中, 掺 Nd 的激光增益介质由于具有较高的增益发射截面高效率的激光输出而被广泛应用 1.4μm 波段的激光受激辐射截面小泵浦功率较低, 实验条件要求高,

106 山东科学 2016 年体 [1-8] ; 另一种是不具有人眼安全性质的激光经过频率变换, 获得具有人眼安全性质的激光在全固态激光器中, 掺 Nd 的激光增益介质由于具有较高的增益发射截面高效率的激光输出而被广泛应用 1.4μm 波段的激光受激辐射截面小泵浦功率较低, 实验条件要求高, 山东科学 SHANDONGSCIENCE 第 29 卷第 3 期 2016 年 6 月出版 Vol.29No.3Jun.2016 DOI:10.3976/j.isn.1002-4026.2016.03.018 基于 Nd:LGGG 连续与调 Q 脉冲人眼安全激光器研究李健, 许永娜, 张倩倩, 刘倩慧, 安珍妮 ( 山东师范大学物理与电子科学学院, 山东省光学与光子器件技术重点实验室, 山东济南