[發(fā)明專(zhuān)利]一種腔內(nèi)倍頻激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610039623.5
• 申請(qǐng)日: 2006-04-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101051730A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬英俊;凌吉武;吳礪;黃友義;王康俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福州高意通迅有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/05
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/05;H01S3/08;H01S3/091;H01S3/109;H01S3/16;H01S3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域?本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及腔內(nèi)倍頻激光器領(lǐng)域。

背景技術(shù)?在激光器的許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如建筑測(cè)量、Laser?Point、微型化的激光顯示中， 都希望能有一種成本低、體積小、耗能小、不帶溫控或?qū)乜匾筝^低且能在較寬溫度范圍 內(nèi)正常工作的激光器。在腔內(nèi)倍頻激光器中，如果不帶溫控的話(huà)，其輸出功率往往隨溫度急 劇變化，其中一個(gè)非常關(guān)鍵的因素就是腔內(nèi)基頻光與倍頻光存在相對(duì)相位，該相對(duì)相位最終 影響到倍頻晶體的倍頻效率，由于這一相對(duì)相位隨溫度顯著變化，因而倍頻光輸出也會(huì)隨著 發(fā)生顯著的變化。

通常的腔內(nèi)倍頻激光器采用如圖1、圖2所示的激光增益介質(zhì)和非線(xiàn)性倍頻晶體的微片 腔結(jié)構(gòu)。

圖1所示的激光器微片腔結(jié)構(gòu)，激光增益介質(zhì)1為Nd：YV04，非線(xiàn)性倍頻晶體2為KTP， 激光增益介質(zhì)入射面鍍對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜11，倍頻晶體2出射面鍍對(duì)基頻光高反、 對(duì)倍頻光增透的膜21，泵浦光LD波長(zhǎng)808nm，基頻光波長(zhǎng)為1064nm，倍頻光3波長(zhǎng)為532nm。 由于腔內(nèi)往返傳播的1064nm基頻光在KTP內(nèi)倍頻出了532nm倍頻光3，假設(shè)532nm倍頻光3 功率大小為P1，兩者出KTP后在Nd：YV04內(nèi)繼續(xù)傳播，最后又返回進(jìn)入KTP，設(shè)此時(shí)532nm倍 頻光3和1064nm基頻光的相對(duì)相位為Δφ，根據(jù)腔內(nèi)倍頻理論，兩者在KTP內(nèi)產(chǎn)生非線(xiàn)性相 互作用，最終出射的532nm倍頻光3功率為：Pout＝4P1*cos(Δφ/2)²，顯然，對(duì)于一個(gè)確定 的腔結(jié)構(gòu)，1064nm基頻光和532nm倍頻光3的相對(duì)相位決定了最終的532nm倍頻光3輸出功 率。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對(duì)倍頻光輸出進(jìn)行了理論分析后，得出了具體的數(shù)值模擬結(jié)果，其輸出 倍頻光的P-I曲線(xiàn)如圖2所示，P-T曲線(xiàn)如圖3所示。

顯然，這樣的腔內(nèi)倍頻激光器一旦運(yùn)轉(zhuǎn)在低谷位置，其功率是相當(dāng)?shù)偷模荒苷乙恍└? 功率的溫度點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，由于每臺(tái)腔內(nèi)倍頻激光器的差異性，使得每臺(tái)腔內(nèi)倍頻激光器的最佳溫 度工作點(diǎn)差異很大，這嚴(yán)重影響了腔內(nèi)倍頻激光器的實(shí)用性。

又如圖4所示的激光器微片腔結(jié)構(gòu)，激光增益介質(zhì)入射面鍍對(duì)基頻光高反、對(duì)倍頻光增 透的膜12，倍頻晶體2出射面鍍對(duì)基頻光高反、對(duì)倍頻光增透的膜21，該結(jié)構(gòu)雖然不存在圖 1所述的問(wèn)題，但是由于它的腔兩邊都有倍頻光3輸出，需要對(duì)泵浦方向的倍頻光進(jìn)行處理， 以免對(duì)腔內(nèi)倍頻激光器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利影響，這就帶來(lái)了一些不必要的麻煩。同時(shí)，由 于在輸出方向只有倍頻一次，它的輸出光功率只有圖1所示的腔內(nèi)倍頻激光器的最佳輸出功 率的1/4，即Pout＝P1。這就大大降低了腔內(nèi)倍頻激光器的整體轉(zhuǎn)化效率，對(duì)能源存在一種 較大的浪費(fèi)；而且還需要對(duì)回返的532nm倍頻光進(jìn)行處理，以避免對(duì)LD造成影響。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種輸出功率對(duì)溫度具有較高穩(wěn)定性且具有低噪聲、高偏 振性輸出的腔內(nèi)倍頻激光器。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明包括泵浦源和諧振腔，諧振腔前端鍍膜形成前腔鏡，前腔 鏡膜為對(duì)泵浦光增透、對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，諧振腔后端鍍膜形成后腔鏡，后腔鏡膜 為對(duì)基頻光高反、對(duì)倍頻光增透的膜，諧振腔內(nèi)包括激光增益介質(zhì)和非線(xiàn)性倍頻晶體，激光 增益介質(zhì)和非線(xiàn)性倍頻晶體基本不參與偏振狀態(tài)的控制，另將光學(xué)晶體加工成基頻光和倍頻 光的波片，插入到諧振腔中，控制基頻光和倍頻光的偏振狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)各種不同性能的激光 器；光學(xué)晶體具有雙折射性質(zhì)，其光軸與非線(xiàn)性倍頻晶體光軸成30°～60°夾角，一般取45 。夾角；非線(xiàn)性倍頻晶體光軸方向滿(mǎn)足II類(lèi)相位匹配基頻光倍頻條件；激光增益介質(zhì)為雙折 射晶體，其光軸方向與非線(xiàn)性倍頻晶體光軸方向近似平行或垂直，或者激光增益介質(zhì)為光軸 方向平行通光方向的雙折射晶體，非線(xiàn)性倍頻晶體的光軸方向與通光方向正交，或者激光增 益介質(zhì)為均勻介質(zhì)。