[發明專利]一種寬工作范圍半導體泵浦的單縱模倍頻激光器

有效

• 申請號: 200810071283.3
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101304153A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 吳礪;凌吉武;顧世杰;馬英俊;彭永進
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/098;H01S3/06;H01S3/16;H01S3/08;H01S3/00
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所
• 代理人: 方惠春;黃國強

技術領域

本發明涉及一種激光器，尤指半導體泵浦具有寬溫度帶寬的單縱模激光器。

背景技術

自1985年國際上首次報道了LD泵浦單頻Nd:YAG激光器以來，其應用領域不斷拓寬，已廣泛應用于光譜分析、光學儲存、相干通信、彩色顯示、激光雷達、光學測量、引力波探測、醫療、二次諧波產生、參量振蕩及壓縮態光場產生等領域。二十多年來，人們研究了許多方式使激光器單縱模輸出，已有環型腔、扭擺模腔、短程吸收、雙折射濾波片、薄片腔等。其中扭擺模腔法是基于消除激光增益介質空間燒孔效應的方法，其適用于各向同性的增益介質。下面結合圖1a、1b重點介紹扭擺模腔法的原理及結構。

如圖1a所示，沿激光泵浦方向依次設置有前腔鏡101A、四分之一波片102A、激光增益介質103A、四分之一波片104A、偏振起偏器105A、后腔鏡106A，其中四分之一波片102A、104A快軸相互垂直并與起偏器105A起偏方向成45°分布，激光增益介質103A為Nd:YAG晶體。激光器工作時，從LD發出線偏振光經過四分之一波片102A后轉變成圓偏振光，圓偏振光通過四分之一波片104A后變成線偏光，經后腔鏡106A反射后再次經過四分之一波片104A，線偏振光又變成圓偏振光，增益介質103A內正、反兩方向的圓偏振光疊加，其光強I＝4E2COS2(wt-k1)，可知在增益介質103A內光強與Z無關，其能量均勻分布，因而消除了增益介質103A的空間燒孔效應，激光器可以單縱模運轉。

如圖1b所示，該扭擺模腔為V型腔結構，亦為圖1a改進結構。該扭擺模腔由一條主光路和一條支光路構成，沿激光泵浦方向的主光路依次設置有四分之一波片102B、激光增益介質103B、標準具107B及傾斜的后腔鏡106B，其中激光增益介質103B為Nd:YAG晶體，前腔鏡101B以鍍膜的方式設在四分之一波片102B的前端面；沿后腔鏡106B反射光傳播方向的支光路上設有由倍頻晶體KTP及起偏器復合而成的復合塊104B，利用對KTP的溫控使它對基頻光起四分之一波片作用。采用V型腔結構是為了提高輸出光的功率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：根據上述扭擺模腔法設計一種寬溫度工作范圍半導體泵浦的單縱模倍頻激光器，其工作的溫度帶寬寬，且結構簡單。

本發明的技術方案是：一種寬溫度工作范圍半導體泵浦的單縱模倍頻激光器，其包括泵浦源，激光增益介質和諧振腔，所述諧振腔為由前、后腔鏡，低級次波片及偏振起偏器構成的扭擺模腔，所述低級次波片由光軸相互垂直的倍頻晶體構成。

進一步，所述的倍頻晶體為兩片，且該兩片倍頻晶體的厚度相等。

進一步，所述的倍頻晶體為兩片，且該兩片倍頻晶體的厚度差為低級二分之一波片或全波片。

進一步，所述的偏振起偏器為雙折射晶體楔角對。

進一步，所述的低級次波片的光軸相互垂直，且與起偏器偏振方向呈45°夾角。

進一步，所述的激光增益介質為各向同性均勻介質。

進一步，所述的激光增益介質為通光面上兩光軸折射率差為零的雙折射晶體。

進一步，所述的雙折射晶體為單片倍頻晶體，由溫度控制使之成為二分之一波片或全波片。

進一步，所述的起偏器與后腔鏡之間設有光軸相互垂直的II類倍頻晶體。

進一步，所述的起偏器的出射端設有選頻器，其對起振波長相當于四分之一波片、二分之一波片或全波片。

進一步，所述的激光腔中設對起振波長透射、對其它競爭波長產生部分損耗的介質膜，激光腔中還設含有光學標準具的光學元件。

本發明的有益效果是：本發明利用扭擺模腔結構實現微片式腔內倍頻單縱模輸出，使光軸相互垂直的倍頻晶體成為零級全波片、二分之一波片或其它低級次波片，所述低級次波片設在兩片四分之一波片之間或之外，這樣就不影響四分之一波片消除增益介質的空間燒孔效應，又由于低級次波片溫度帶寬較寬，從而實現寬溫度范圍單縱模倍頻輸出。

附圖說明

圖1a為本發明所采用扭擺模腔結構原理圖；

圖1b為圖1a所示扭擺模腔改進結構原理圖；

圖2a為本發明第一實施例激光腔結構示意圖；

圖2b為本發明第二實施例激光腔結構示意圖；

圖2c為本發明第三實施例激光腔結構示意圖；

圖2d為本發明第四實施例激光腔結構示意圖；

圖3為本發明第五實施例激光腔結構示意圖；

圖4a為本發明第六實施例激光腔結構示意圖；

圖4b為本發明第七實施例激光腔結構示意圖；

圖4c為本發明第八實施例激光腔結構示意圖。

具體實施方式