一種單縱模雷射器的製作方法

2023-06-15 14:47:26 2

專利名稱：一種單縱模雷射器的製作方法
技術領域：
本發明涉及雷射器領域，尤其涉及一種由雙折射晶體組構成的單縱;漠雷射器。
背景技術：
在單縱模雷射器領域，人們已提出獲得單縱模輸出雷射器的幾種腔結構， 如雙折射濾波片法，扭擺模法，短腔吸收法，環行腔法等。其中扭擺模法原理 圖見圖l，扭擺膜腔法是基於消去雷射增益介質中的空間燒孔效應方法。圖1中， Ml， M2， 1/4波片，Pl， P2增益介質Nd: YAG和起偏器BP組成。Pl， P2快軸相 互垂直，並與起偏器偏振方向成45度角。Pl外入射線偏光通過P1後變成或圓 偏振光通過P2後變成線偏振光，經過M2反射再次經過P2線偏光又變成圓偏光， 因此在增益介質中兩方向的圓偏光疊加後，增益介質內的光強為4E2C0S2 (wt-kl),從而可知在增益介質內光強與Z方向無關，能量均勻分布，因此不 存在空間燒空效應，雷射器可以單縱;f莫運作。圖2為一種改進型結構，利用對KTP的溫控使它對基頻起到1/4波片作用。 採用V型腔結構提高輸出光的功率。但到目前為止，扭擺膜腔法多應用於各向 同性的增益介質中。因此本發明提出應用雙折射晶體介質，它採用短腔與扭擺模法混合可以使 較低泵浦功率和較短腔中獲得單縱模輸出。發明內容為實現此目的，本發明採用如下技術方案本發明的一種單縱模雷射器，包括泵浦光源、光學耦合系統、雷射增益介 質、諧振腔。更具體的，所述的諧振腔包括一組或多組、二片1/4波片、 一組 起偏器；所述的每一組雙折射晶體光軸相互垂直和平等並保持任一光軸方向偏 振光程相等，並設置於二片1/4波片之間，所述的起偏器設置於1/4波片後。進一步的，所述的雙折射晶體組是雷射增益介質，倍頻晶體或其他折射率 與晶體厚度均為溫度的函數的光學元件，在相當的溫度滿足其函數滿足 formula see original document page 3更進一步的，所述的多組雙折射晶體組每組可以是等厚光軸相同的同一種光學雙折射晶體。若如上所述的雙折射晶體是選用對t與ct方向增益相差較大的雙折射晶體 增益介質時，可以在諧振腔中設置起偏器，亦可以不設置起偏器。進一步的，所述的起偏器可以是布儒斯特片、PBS稜鏡、work-off晶體、 雙折射晶體楔角或楔角對。進一步的，還可以在所述的諧振腔加入其他光學元件，如倍頻晶體、標準 具，所述的倍頻晶體可以設置於兩個1/4波片之間，亦可設置於非兩1/4波片之間的起偏器與輸出腔鏡之間。進一步的，還可以在起偏器與輸出腔鏡之間設置一雙折射晶體波片調節激 光波長。通過上述技術方案，本發明實現了在兩片1/4波片之間有兩片或兩片以上的通光方向光軸相互正交的雙折射晶體，構成垂直通光方向上兩個光軸總光程 相等或近似相等光學元件組，構成單縱模輸出的基波或倍頻光輸出的單縱模激 光器。提供了與常規單縱模雷射器不同的另 一種結構的單縱模雷射器。


圖1採用扭擺模法原理的單縱模雷射器的諧振腔結構示意圖；圖2釆用扭擺模法原理的單縱模雷射器的諧振腔的改進型結構示意圖；圖3本發明的單縱模雷射器的諧振腔結構示意圖。
具體實施方式
本發明的一種單縱模雷射器，包括泵浦光源、光學耦合系統、雷射增益介 質、諧振腔。更具體的，所述的諧振腔包括一組或多組雙折射晶體組、二片1/4 波片、 一組起偏器；所述的每一組雙折射晶體光軸相互垂直和平等並保持任一 光軸方向偏振光程相等，並設置於二片1/4波片之間，所述的起偏器設置於1/4 波片後。如圖3所示，201、 207為雷射腔鏡，202、 205為光軸相互垂直的1/4波片， 206為起偏器，如布儒斯特片、雙折射晶體楔角片或楔角對、PBS稜鏡、work-off 晶體等起偏光學元件，起偏器(206 )起偏方向與1/4波片(202、 205 )光軸呈 45°或45°附近。203為第一雙折射晶體雷射增益介質，204為另一雙折射晶體， 即第二雙折射晶體雷射增益介質，第一雙折射晶體(203 )與第二雙折射晶體 (204 )光軸相互垂直。208為其它光學原件，如倍頻晶體。設第一雙折射晶體(203 )厚為Ll,折射率為n01， nel,折射率差值為△ nl,第二雙折射晶體(204 )厚度為L2，折射率為n02, ne2,折射率差值為△ n2，則平行第一雙折射晶體(203 )光軸的偏光通過第一雙折射晶體(203 )、第 二雙折射晶體(204 )的光程為nelLl+no2L2;垂直第一雙折射晶體(203 )光 軸的光程為nelLl+no2L2。本發明工作原理是要求nelLl+no2L2= nolLl+ne2L2， 民卩(nol—nel) Ll= ( no2—ne2 ) L2， AnlLl-An2L2。艮卩兩隻又4斤射曰曰曰體7又4斤射光 程差值相等，若兩波片之間有多組雙折射晶體，則要求每組光軸相互之間平行和垂直的雙折射晶體均滿足— 。這樣兩波片之間雙折射晶體等效均勻光學介質。本專利兩1/4波片之間可以包含均勻介質與雙折射晶體。 本專利所述兩1/4波片之間雙折射晶體可以是雷射增益介質，倍頻晶體或其 它性質光學元件由於折射率與晶體厚度均為溫度的函數，若使s lA ^ = o 即在相當溫度範圍保證2>"/丄/ = 0 。 + "'則最簡單方法是採用等厚同 一種材料雙折射晶體光軸相互垂直。如雷射4增益介質為Nd: YV04,可採用兩片嚴格等厚Nd: YV04光軸相互正交；若採用雙 折射晶體倍頻晶體則可釆用一組等厚倍頻晶體，置於兩個1/4波片之間。對於雙折射晶體雷射增益介質7T方向與(J方向增益相差較大情況下，圖3結構中起偏器(206 )可以省去。對於用於腔內倍頻雷射器，倍頻晶體可以放在兩個1/4波片之間，亦可以 放在起偏器(206 )與腔鏡片(207 )之間，即在圖中208位置上。若208為雙 折射晶體波片，且光軸與起偏器在一定夾角，可轉動雙折射晶體波片(208 )調 節雷射腔輸出波長。
權利要求
1、一種單縱模雷射器，包括泵浦光源、光學耦合系統、雷射增益介質、諧振腔，其特徵在於所述的諧振腔包括一組或多組雙折射晶體組、二片1/4波片、一組起偏器；所述的每一組雙折射晶體光軸相互垂直和平等並保持任一光軸方向偏振光程相等，並設置於二片1/4波片之間，所述的起偏器設置於1/4波片後。
2、 如權利要求l所述的單縱模雷射器，其特徵在於所述的雙折射晶體組 是雷射增益介質，倍頻晶體或其他折射率與晶體厚度均為溫度的函數的光學元 件。
3、 如權利要求2所述的單縱模雷射器，其特徵在於所述的多組雙折射晶 體組的每組可以是等厚光軸相同的同 一種光學雙折射晶體。
4、 如權利要求l所述的單縱模雷射器，其特徵在於所述的起偏器可以是 布儒斯特片、PBS稜鏡、work-off晶體、雙折射晶體楔角或楔角對。
5、 如權利要求l所述的單縱模雷射器，其特徵在於還可以在所述的諧振 腔加入其他光學元件，如倍頻晶體、標準具，所述的倍頻晶體可以設置於兩個 1/4波片之間，亦可設置於非兩1/4波片之間的起偏器與輸出腔鏡之間。
6、 如權利要求l-3任一所述的單縱模雷射器，其特徵在於選用的雙折射 晶體是對TT與a方向增益相差較大的雙折射晶體增益介質時，可以在諧振腔中 設置起偏器，亦可以不設置起偏器。
7、 如權利要求l所述的單縱模雷射器，其特徵在於可以在起偏器與輸出 腔鏡之間設置一雙折射晶體波片調節雷射波長。
全文摘要
本發明涉及雷射器領域，尤其涉及一種由雙折射晶體組構成的單縱模雷射器。本發明的一種單縱模雷射器，包括泵浦光源、光學耦合系統、雷射增益介質、諧振腔。更具體的，所述的諧振腔包括一組或多組雙折射晶體組、二片1/4波片、一組起偏器；所述的每一組雙折射晶體光軸相互垂直和平等並保持任一光軸方向偏振光程相等，並設置於二片1/4波片之間，所述的起偏器設置於1/4波片後。
文檔編號H01S3/16GK101330193SQ20081007151
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月29日 優先權日2008年7月29日
發明者凌吉武, 礪 吳, 彭永進, 顧世傑, 馬英俊 申請人:福州高意通訊有限公司