[發明專利]激光發生裝置

無效

• 申請號: 200810089808.6
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101276125A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 增田久
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;H01S3/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 董方源

技術領域

本發明一般地涉及激光發生裝置。更具體地，本發明涉及包括激光源和多個外部諧振器的激光發生裝置，用于利用單個調制信號來實現裝置的穩定鎖定。

背景技術

FM邊帶技術(“Pound-Drever-Hall鎖定”技術)通常作為用于穩定鎖定激光發生裝置中的外部諧振器的技術的示例，并且被廣泛地用于鎖定外部諧振器。

在FM邊帶方法中，使用置于外部諧振器的前級的用以生成誤差信號的相位調制器來生成邊帶波。在通過調制紫外光來生成邊帶波的情況下，特別地，需要透光率較高且工作電壓較低的高性能相位調制器。

根據現有技術，為了避免由紫外光導致的對相位調制器的過度損壞，紫外光的鎖定是通過構造這樣的激光發生裝置來實現的，所述激光發生裝置包括多個外部諧振器、根據FM邊帶技術來同時鎖定多個外部諧振器并且通過多級來實現波長轉換。例如當使用兩個外部諧振器時，這樣來實現上述步驟：首先將第一相位調制器布置在第一外部諧振器的前級，第一外部諧振器將被根據FM邊帶技術來進行鎖定；允許經過第一外部諧振器的波長轉換(即，生成波長轉換后的光)的光入射到第二相位調制器上；允許來自第二相位調制器的光入射到第二外部諧振器上；并且隨后實現第二外部諧振器的鎖定，其后是另一次波長轉換。

但是，在上述需要同時鎖定多個諧振器的配置中，利用了與外部諧振器一樣多的相位調制器，原因在于在每一個外部諧振器的前級布置了一個相位調制器。另外，由于在相位調制器中包括作為主要組件的光學晶體(非線性光學元件)，所以相位調制器的制造相對而言比較昂貴。因此，諧振器的數目的增加已經導致了整體尺寸和裝置成本的過度增加。

此外，在經波長轉換之后輸出的光為紫外光的情況下，相對較少量的相位調制器可對紫外光進行操作，因此具有較低的透光率和較差的品質因數(figure?of?merit)。這導致了幾個難點，例如，用于提供高工作電壓的高電壓電源的提供，以及由于紫外光所引起的損壞而導致的相對較短的壽命。

日本未審查專利申請公布No.2002-311467公開了一種設備和方法，其中，通過向相位調制器輸入多個調制信號(載波)來實現多級鎖定。

雖然在上述申請公布中記載的設備和方法能夠補償前述難點中的一些，但是在所述設備和方法中還是有幾點尚待解決，例如，使用多個信號發生單元來提供多個調制信號，以及信號處理的增大的復雜度。

對于使用單個調制信號來鎖定多級外部諧振器的方法，需要通過下述方式來使鎖定(諧振狀態)穩定：通過盡可能地增大從第一級的外部諧振器反射的已調光(modulated?light)的比例從而增大誤差信號的S/N比，同時通過允許已調光盡可能多地通過第一級的外部諧振器從而增大由位于隨后各級的其它外部諧振器檢測到的誤差信號的S/N比。

因此，當沒有在設置更新之后的初期對外部諧振器整體進行優化，或者由于諧振器損耗和轉換效率的變化而發生外部諧振器的透射寬度隨時間的變化時，對于包括多個外部諧振器的系統而言，已經面臨陷入鎖定的不穩定性的若干難點。

另外，為了增大波長轉換效率或者獲得大功率的波長轉換后的光，大功率的激光必須照射外部諧振器，以實現激光的波長轉換。雖然這種照射是通過使大功率激光入射到相位調制器上來實現的，但是由于激光照射可能導致的損壞效果，入射激光的強度僅能夠被增大到對相位調制器產生一定限度的損壞。這種損壞可以通過使用設有大有效直徑的組件的相位調制器來避免。但是，這使得相位調制器中的光學晶體(非線性光學元件)的尺寸增大并因而增加了其成本。因此，迫切希望能夠利用低強度的激光來實現穩定信號調制。

發明內容

考慮到上述難點，本發明的目的是使用單個調制信號來解決各個外部諧振器的穩定鎖定，這是通過根據FM邊帶方法在外部諧振器中生成希望的激光來實現的。

為了實現上述目的，根據本發明的一種形式，提供了一種激光發生裝置，其包括激光源、第一和第二外部諧振器以及其它多個諧振器、相位調制器、信號發生單元、第一和第二非線性光學元件、光路長度改變單元、至少一個光電探測器以及控制電路。