[發(fā)明專利]一種腔內(nèi)倍頻激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710009894.0
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN101162828A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳礪;彭永進(jìn);凌吉武;楊建陽;陳衛(wèi)民
• 申請（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/109
• 分類號(hào): H01S3/109;H01S3/16;H01S3/08
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域??本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種腔內(nèi)倍頻激光器。

背景技術(shù)??在激光器的許多應(yīng)用領(lǐng)域中，如建筑測量、Laser?Point(激光)、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、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，其輸出功率往往隨溫度急劇變化，因?yàn)榍粌?nèi)基頻光和倍頻光往返經(jīng)過激光增益介質(zhì)后存在相對相位，該相對相位隨溫度顯著變化，影響到倍頻晶體的倍頻效率，因而倍頻光輸出也會(huì)隨之發(fā)生顯著的變化；同時(shí)腔內(nèi)振蕩基頻光的偏振也隨溫度而變，由此帶來的基頻光功率的變化也會(huì)影響倍頻效率，從而影響到倍頻光輸出的溫度特性。

常見的腔內(nèi)倍頻激光器如圖1所示，是激光增益介質(zhì)和非線性倍頻晶體的微片腔結(jié)構(gòu)。激光增益介質(zhì)11為Nd:YVO4，非線性倍頻晶體12為KTP，激光增益介質(zhì)11的激光入射面鍍對基頻光和倍頻光高反的膜S1，非線性倍頻晶體12出射面鍍對基頻光高反、對倍頻光增透的膜S2，泵浦光LD波長808nm，基頻光波長為1064nm，倍頻光波長為532nm。腔內(nèi)往返振蕩的1064nm基頻光在非線性倍頻晶體12KTP內(nèi)倍頻出了波長為532nm的倍頻光。假設(shè)532nm倍頻光功率大小為P1，兩者反向出非線性倍頻晶體12KTP后在激光增益介質(zhì)11Nd:YVO4內(nèi)繼續(xù)傳播，最后又返回進(jìn)入非線性倍頻晶體12KTP，設(shè)此時(shí)波長為532nm的倍頻光和波長為1064nm的基頻光的相對相位為Δφ，根據(jù)腔內(nèi)倍頻理論，兩者在非線性倍頻晶體12KTP內(nèi)產(chǎn)生非線性相互作用，最終出射的波長為532nm的倍頻光功率為：Pout＝4P1*cos(Δφ/2)²，顯然，對于一個(gè)確定的腔結(jié)構(gòu)，波長為1064nm的基頻光和波長為532nm的倍頻光的相對相位Δφ對最終的波長為532nm倍頻光輸出功率有很大影響。此外，由于激光增益介質(zhì)11Nd:YVO4具有很強(qiáng)的偏振激發(fā)特性，因此隨溫度變化的波長為1064nm基頻光的偏振對倍頻效率的影響也比使用其它激光增益介質(zhì)時(shí)大很多。

因此在上述結(jié)構(gòu)中，倍頻光的功率隨溫度產(chǎn)生很大的變化，如圖2所示，其輸出倍頻光功率與泵浦LD電流之間的P-I曲線關(guān)系；如圖3所示，其輸出倍頻光功率與微片溫度P-T曲線關(guān)系，顯然，該腔內(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└吖β实臏囟赛c(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，但由于每臺(tái)激光器的差異性，使得每臺(tái)激光器的最佳溫度工作點(diǎn)差異很大，不帶溫控結(jié)構(gòu)難以將溫度控制在需要的溫度帶寬范圍，嚴(yán)重影響了此類腔內(nèi)倍頻激光器的實(shí)用性。

發(fā)明內(nèi)容??本發(fā)明的目的是提供一種輸出功率對溫度變化具有較高穩(wěn)定性，并且具有高偏振性輸出的腔內(nèi)倍頻激光器。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下方案：激光器包括泵浦系統(tǒng)和諧振腔，諧振腔的前端鍍膜形成前腔鏡，前腔鏡膜為對泵浦光增透、對基頻光和倍頻光高反的膜，諧振腔的后端鍍膜形成后腔鏡，后腔鏡膜為對基頻光高反、對倍頻光增透的膜，諧振腔內(nèi)包括激光增益介質(zhì)非線性倍頻晶體和光學(xué)晶體，光學(xué)晶體具有雙折射性質(zhì)，其中當(dāng)激光增益介質(zhì)為雙折射晶體，非線性倍頻晶體滿足基頻光倍頻II類相位匹配條件時(shí)，激光增益介質(zhì)的光軸與光學(xué)晶體的光軸在同一通光面內(nèi)，其光軸與非線性倍頻晶體的光軸成30°～60°夾角，一般取45°夾角，以下兩種方法來消除此時(shí)諧振腔內(nèi)基頻光和倍頻光往返經(jīng)過激光增益介質(zhì)后存在的相對相位差：

A.上述的諧振腔內(nèi)基頻光和倍頻光往返經(jīng)過激光增益介質(zhì)后，存在的相對相位差為：