全文摘要
基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，采用MoO3可饱和吸收体，利用808nm连续光泵浦Nd:YVO4晶体，输出1064nm连续光，依次经过平面镜、平凹镜、MoO3可饱和吸收体以及PPLN晶体，最终获得了具有高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm脉冲激光。本实用新型所采用的MoO3可饱和吸收体在532nm的激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，可获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的绿光脉冲激光的光束质量高，并且该激光器制备工艺简单，成本低廉，具有可控的调制深度，可广泛应用于激光器领域。
主设计要求
1.基于MoO3可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于，包括：半导体尾纤输出激光器（1）、耦合透镜组（2）、Nd:YVO4晶体（3）、平面镜（4）、平凹镜（5）、MoO3可饱和吸收体（6）和PPLN晶体（7）；所述半导体尾纤输出激光器（1）发射的连续光经过耦合透镜组（2）聚焦到Nd:YVO4晶体（3）上，光经过Nd:YVO4晶体（3）后再依次经过平面镜（4）、平凹镜（5）和MoO3可饱和吸收体（6），从MoO3可饱和吸收体（6）输出的光经过PPLN晶体（7），并最后由PPLN晶体（7）输出脉冲激光；其中，所述平面镜（4）与Nd:YVO4晶体（3）、平凹镜（5）凹面相对，所述平凹镜（5）凹面与MoO3可饱和吸收体（6）相对。
设计方案
1.基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于，包括：半导体尾纤输出激光器（1）、耦合透镜组（2）、Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）、平面镜（4）、平凹镜（5）、MoO3<\/sub>可饱和吸收体（6）和PPLN晶体（7）；所述半导体尾纤输出激光器（1）发射的连续光经过耦合透镜组（2）聚焦到Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）上，光经过Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）后再依次经过平面镜（4）、平凹镜（5）和MoO3<\/sub>可饱和吸收体（6），从MoO3<\/sub>可饱和吸收体（6）输出的光经过PPLN晶体（7），并最后由PPLN晶体（7）输出脉冲激光；其中，所述平面镜（4）与Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）、平凹镜（5）凹面相对，所述平凹镜（5）凹面与MoO3<\/sub>可饱和吸收体（6）相对。
2.如权利要求1所述的基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述半导体尾纤输出激光器（1）发射的是中心波长为808nm的连续光，808nm的连续光通过1:1耦合透镜组（2）聚焦到Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）上，光斑半径为200μm，经过Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）转化为1064nm连续光，最后从PPLN晶体（7）输出532nm脉冲激光。
3.如权利要求2所述的基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）朝向耦合透镜组（2）的一面镀有1064nm高反膜和808nm增透膜，Nd:YVO4<\/sub>晶体（3）朝向平面镜（4）的一面镀有1064nm增透膜。
4.如权利要求2所述的基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述平面镜（4）镀有1064nm和532nm高反膜。
5.如权利要求2所述的基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述平凹镜（5）镀有1064nm和532nm高反膜。
6.如权利要求2所述的基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于：所述PPLN晶体（7）朝向MoO3<\/sub>可饱和吸收体（6）的一面镀有1064nm增透膜和532nm高反膜，PPLN晶体（7）的光输出面镀有1064nm高反膜和532nm高透膜。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于脉冲激光器技术领域，具体涉及一种基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器。
背景技术
传统的可饱和吸收体主要有半导体可饱和吸收镜（SESAMs）、碳纳米管（CNTs）和石墨烯（Graphene）等。SESAMs的制作工艺较为复杂，生产成本比较高以及可饱和吸收光谱范围较窄，极大限制了其在激光器领域的应用。虽然CNTs和Graphene的制备成本相对较为低廉，且可饱和吸收光谱范围宽，但在制备过程中参数具有一些不可控性，比如：Graphene的层数均匀性、CNTs的直径等。此外，由于石墨烯的零带隙效应特性，无法实现半导体逻辑开关，因此大大限制了其在半导体领域和光电领域的应用。近年来，具有非线性吸收特性的新型二维纳米片薄膜材料MoO3<\/sub>被用来制备成可饱和吸收体。MoO3<\/sub>纳米材料属于n型半导体，其能带间隙为2.39~2.90eV，且具有良好的可饱和吸收特性、调制深度可控、制备工艺简单、材料价格低廉等优点。此外，MoO3<\/sub>材料还具有耐腐蚀能力强，易于存储；工作稳定性高，使用寿命长等优点。
采用液相剥离法制备二维MoO3<\/sub>纳米片的过程为：首先将3g MoO 3<\/sub>粉末在0.6mL乙腈中充分研磨30min，再将粉末分散在体积分数各为50%的乙醇\/水混合液体（45mL）中，在超声波清洗机振荡10min以分散均匀；然后进行超声波碎处理120min，在室温下以6000rpm离心20min；对包含有二维MoO3<\/sub>纳米片的上清液进行收集，在小容器中逐滴加入3mL上清液得到样品，最后最后将样品放入氙灯下进行照射。这种制备方法具有制备工艺简单、无杂质、重复性好、易于大量生产等特点，并且对绝大多数层状晶体结构材料都起作用。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器，其特征在于，包括：半导体尾纤输出激光器、耦合透镜组、Nd:YVO4<\/sub>晶体、平面镜、平凹镜、MoO3<\/sub>可饱和吸收体和PPLN晶体；所述半导体尾纤输出激光器发射的连续光经过耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4<\/sub>晶体上，光经过Nd:YVO4<\/sub>晶体后再依次经过平面镜、平凹镜和MoO3<\/sub>可饱和吸收体，从MoO3<\/sub>可饱和吸收体输出的光经过PPLN晶体，并最后由PPLN晶体输出脉冲激光；其中，所述平面镜与Nd:YVO4<\/sub>晶体、平凹镜凹面相对，所述平凹镜凹面与MoO3<\/sub>可饱和吸收体相对。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
所述半导体尾纤输出激光器发射的是中心波长为808nm的连续光，808nm的连续光通过1:1耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4<\/sub>晶体上，光斑半径为200μm，经过Nd:YVO4<\/sub>晶体转化为1064nm连续光，最后从PPLN晶体输出532nm脉冲激光。
所述Nd:YVO4<\/sub>晶体朝向耦合透镜组的一面镀有1064nm高反膜和808nm增透膜，Nd:YVO4<\/sub>晶体朝向平面镜的一面镀有1064nm增透膜。
所述平面镜镀有1064nm和532nm高反膜。
所述平凹镜镀有1064nm和532nm高反膜。
所述PPLN晶体朝向MoO3<\/sub>可饱和吸收体的一面镀有1064nm增透膜和532nm高反膜，PPLN晶体的光输出面镀有1064nm高反膜和532nm高透膜。
本实用新型的有益效果是：
1、利用MoO3<\/sub>可饱和吸收体在532nm的激光下具有良好的非线性可饱和吸收特性，可获得高峰值功率、窄脉冲宽度的脉冲激光输出，输出的绿光脉冲激光的光束质量高。
2、相较于SESAMs复杂的制作工艺和较高的生产成本，MoO3<\/sub>制备工艺简单，成本低廉。
3、相较于CNTs参数的不可控性，MoO3<\/sub>具有可控的调制深度。
4、相较于Graphene的零带隙效应，MoO3<\/sub>拥有2.39~2.90eV的能带间隙，可广泛应用于激光器领域。
附图说明
图1为本实用新型的脉冲激光器的结构示意图；
图中：1-半导体尾纤输出激光器；2-耦合透镜组；3-Nd:YVO4<\/sub>晶体；4-平面镜；5-平凹镜；6-MoO3<\/sub>可饱和吸收体；7-PPLN晶体。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
研究表明，相较于Graphene，MoO3<\/sub>具有更好的物理、化学稳定性以及良好的非线性饱和吸收特性。本实用新型采用MoO3<\/sub>材料作为可饱和吸收体，利用808nm连续光经过Nd:YVO4<\/sub>晶体输出1064nm连续光，依次经过平面镜、平凹镜、MoO3<\/sub>可饱和吸收体以及PPLN晶体，最终获得高峰值功率、窄脉冲宽度的532nm脉冲激光。
如图1所示，基于MoO3<\/sub>可饱和吸收体的被动调Q绿光脉冲激光器由依次连接的半导体尾纤输出激光器1、耦合透镜组2、Nd:YVO4<\/sub>晶体3、平面镜4、平凹镜5、MoO3<\/sub>可饱和吸收体6、PPLN晶体7组成。
半导体尾纤输出激光器1发射的808nm连续光通过1:1耦合透镜组聚焦到Nd:YVO4<\/sub>晶体上光斑半径为200μm。
参考图1，本实例的全固态绿光脉冲激光器的工作原理是：通过半导体尾纤输出激光器1发射的808nm连续光经过耦合透镜组2，再经过Nd:YVO4<\/sub>晶体3转化为1064nm连续光，依次经过平面镜4、平凹镜5、MoO3<\/sub>可饱和吸收体6以及PPLN晶体7输出532nm脉冲激光。其中：
半导体尾纤输出激光器1：中心波长为808nm，最大输出功率为20W，光纤芯径和数值孔径分别为400μm和0.22；
Nd:YVO4<\/sub>晶体3：Nd3+<\/sup>掺杂浓度0.5%；用铟箔包裹放在一紫铜水冷装置中；左端面HR@1064nm & AR@808nm；右端面AR@1064nm；尺寸：4×4×8mm 3<\/sup>；
平面镜4：HR@（1064nm & 532nm）；
平凹镜5：HR@（1064nm & 532nm）；R=500mm；
PPLN晶体7：左端面AR@1064nm & HR@532nm；右端面HR@1064nm & HT@532nm。
MoO3<\/sub>可饱和吸收体的工作原理：可饱和吸收体对腔内激光的吸收是随光场强度而变化的，当光强较弱时对光吸收很强，腔内损耗很大，因此光透过率很低。随着光强的增大，MoO3<\/sub>可饱和吸收体6对光的吸收减弱，腔内损耗减小，当光强超过特定值时吸收饱和，光透过率达100%，使得光强在获得最大激光冲的同时受到最小的损耗，输出强脉冲激光。
需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920040822.0
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:84(南京)
授权编号:CN209282604U
授权时间:20190820
主分类号:H01S 3/11
专利分类号:H01S3/11;H01S3/098;H01S3/16
范畴分类:38H;
申请人:南京信息工程大学
第一申请人:南京信息工程大学
申请人地址:211500 江苏省南京市江北新区宁六路219号
发明人:常建华;刘海洋;戴腾飞;李红旭;石少杭
第一发明人:常建华
当前权利人:南京信息工程大学
代理人:上官凤栖
代理机构:32252
代理机构编号:南京钟山专利代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计