[實(shí)用新型]一種窄線寬高光束質(zhì)量中紅外雙腔光參量振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420712056.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN204290022U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi);彭躍峰;魏星斌;彭玨;聶贊;羅興旺;高劍蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08;H01S3/094;G02F1/39
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠(chéng);吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種窄線寬高光束質(zhì)量中紅外雙腔光參量振蕩器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是高功率、窄線寬、高光束質(zhì)量的中紅外固體激光在激光醫(yī)療、大氣監(jiān)測(cè)、自由空間光通信等諸多領(lǐng)域具有迫切的應(yīng)用需求。基于頻率變換的光參量振蕩技術(shù)（OPO）是產(chǎn)生3-5μm波段中紅外激光的有效途徑之一。

OPO系統(tǒng)通常由泵浦激光源、耦合隔離系統(tǒng)、非線性晶體和腔鏡組成。為了解決一般OPO系統(tǒng)輸出激光線寬較寬、光束質(zhì)量較差等問題，提出了一種窄線寬高光束質(zhì)量雙腔OPO技術(shù)。

OPO過程中會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩種波長(zhǎng)不同的激光，即信號(hào)光和閑頻光。普通OPO腔（直線腔或環(huán)形腔）中，這兩種波長(zhǎng)的光在同一個(gè)諧振腔內(nèi)振蕩，這種情況下，對(duì)其中一種波長(zhǎng)的光進(jìn)行線寬控制，必然導(dǎo)致另一種波長(zhǎng)的光腔內(nèi)損耗增加，從而影響輸出功率，此外，通過同一套腔鏡很難同時(shí)改善兩種波長(zhǎng)光的光束質(zhì)量，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種窄線寬高光束質(zhì)量中紅外雙腔光參量振蕩器的技術(shù)方案，該方案使OPO諧振腔內(nèi)的兩個(gè)波長(zhǎng)的光分別在不同的諧振腔內(nèi)振蕩，能夠分別控制信號(hào)光和閑頻光的線寬與光束質(zhì)量，使得泵浦光與參量光腔模匹配達(dá)到最佳，可使兩種參量光的光束質(zhì)量均得到改善，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)OPO腔無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)中紅外波段激光窄線寬、高光束質(zhì)量和高效率輸出的不足。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的：一種窄線寬高光束質(zhì)量中紅外雙腔光參量振蕩器，包括有作為OPO泵浦源的固體激光器、耦合隔離系統(tǒng)以及OPO諧振腔，固體激光器發(fā)射的泵浦激光束穿過耦合隔離系統(tǒng)后射入OPO諧振腔；OPO諧振腔內(nèi)設(shè)置有OPO反射鏡、體布拉格光柵、雙色鏡、信號(hào)光腔鏡、閑頻光輸出鏡和非線性晶體；OPO反射鏡與射入OPO諧振腔的激光束之間的夾角為45°；射入OPO諧振腔的泵浦激光束穿過OPO反射鏡后射入非線形晶體，通過非線性晶體的頻率變換后，產(chǎn)生信號(hào)光和閑頻光，這兩束光再加上剩余泵浦光同時(shí)射向雙色鏡；雙色鏡與耦合后的激光束之間的夾角為45°，剩余泵浦光和信號(hào)光穿過雙色鏡和信號(hào)光腔鏡后射出，閑頻光經(jīng)過雙色鏡反射后射向閑頻光輸出鏡。

作為本方案的優(yōu)選：耦合隔離系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有單個(gè)或多個(gè)耦合透鏡和隔離器；所述固體激光器發(fā)射的激光束依次穿過耦合透鏡和隔離器后射入OPO諧振腔。

作為本方案的優(yōu)選：體布拉格光柵和OPO反射鏡之間的光路上設(shè)置有閑頻光全反鏡。

作為本方案的優(yōu)選：雙色鏡和閑頻光輸出鏡之間的光路上設(shè)置有中波標(biāo)準(zhǔn)具。

作為本方案的優(yōu)選：信號(hào)光腔鏡與閑頻光輸出鏡采用平凹鏡，鏡片的曲率半徑應(yīng)根據(jù)具體泵浦光的光斑大小以及諧振腔的腔長(zhǎng)進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)泵浦光與參量光腔模的最佳匹配。

本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，由于在該方案中近紅外信號(hào)光的諧振腔由體布拉格光柵、閑頻光全反鏡、OPO反射鏡、非線性晶體雙色鏡和信號(hào)光腔鏡組成；閑頻光的諧振腔由閑頻光全反鏡、OPO反射鏡、非線性晶體雙色鏡、中波標(biāo)準(zhǔn)具和閑頻光輸出鏡組成。閑頻光諧振腔和信號(hào)光諧振腔分離，可在不影響輸出功率的前提下，實(shí)現(xiàn)窄線寬高光束質(zhì)量的中紅外閑頻光輸出，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)OPO腔無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)中紅外波段激光窄線寬、高光束質(zhì)量和高效率輸出的不足。

由此可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的光路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為泵浦源，2為耦合透鏡，3為隔離器，4為OPO反射鏡，5為非線性晶體，6為雙色鏡，7為信號(hào)光腔鏡，8為OPO諧振腔，9為中波標(biāo)準(zhǔn)具，10為閑頻光輸出鏡，11為體布拉格光柵，12為閑頻光全反鏡，13為耦合隔離系統(tǒng)，14為信號(hào)光，15為閑頻光。

具體實(shí)施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)具體實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。