[實用新型]一種鎖模紫外激光器的產(chǎn)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521141448.1
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN205389052U
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范榕華;郭邦紅;郭建軍;張文杰;張盼盼;張立濤;王鈺
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H01S3/108
• 分類號: H01S3/108;H01S3/109;H01S3/11;H01S3/16;H01S3/0941
• 代理公司: 廣州圣理華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟;王鴿

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光通信與量子通信領(lǐng)域，具體涉及一種鎖模紫外激光器的產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

由于量子糾纏態(tài)在基本量子物理研究和量子信息技術(shù)研究中的重要意義，量子糾纏態(tài) 成為近年來量子通信的一個熱點研究領(lǐng)域。基于糾纏光子的量子密鑰分配方案首先由Ekert 于1991年提出，它可以回避用極弱光脈沖模擬單光子光源的困難，且避免了由分光竊聽引 起的安全隱患。另外，糾纏光子的關(guān)聯(lián)性可以長距離保持，這種方案的保密性更加突出。 因此量子糾纏態(tài)的制備是量子信息、量子計算等領(lǐng)域研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前，在激光泵浦非線性光學(xué)晶體的參量下轉(zhuǎn)換過程中，產(chǎn)生的孿生雙光量子輻射場 是良好的雙粒子糾纏態(tài)源，特別是制備具有高維特性的軌道角動量糾纏態(tài)已在理論和實驗 上得到廣泛關(guān)注。量子通信領(lǐng)域的物理學(xué)家利用這一優(yōu)勢，做了大量理論和實驗工作，希 望可以得到光束質(zhì)量更好、轉(zhuǎn)換效率高以及鎖模穩(wěn)定的軌道角動量糾纏態(tài)。

實用新型內(nèi)容

本實用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種倍頻轉(zhuǎn)換效率好，可形成鎖模激光 時激光器的輸出能量得到充分利用的，產(chǎn)生激光頻率穩(wěn)定的鎖模紫外激光器的光路系統(tǒng)。

本實用新型的技術(shù)方案是：一種鎖模紫外激光器的產(chǎn)生裝置，包括泵浦光源、諧振腔 單元、倍頻單元和輸出單元，其中：

所述諧振腔單元用于產(chǎn)生1064nm鎖模激光，其包括第一耦合透鏡、第二耦合透鏡、平 凹鏡、平面鏡、正釩酸釔晶體、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡和第一反射鏡；

所述倍頻單元用于產(chǎn)生355nm激光，其包括第二反射鏡、二倍頻模塊、三倍頻模塊、第 三反射鏡和吸收板；

所述輸出單元用于調(diào)整光束質(zhì)量，其包括第四反射鏡、柱面鏡、球面鏡和窗口片；

所述泵浦光源產(chǎn)生激光脈沖并輸入至諧振腔單元，并依次第一耦合透鏡、第二耦合透 鏡、平凹鏡、正釩酸釔晶體、平面鏡、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡和第一反射鏡后產(chǎn)生鎖模激光 再輸入到所述倍頻單元；

所述鎖模激光進(jìn)入到倍頻單元后，依次經(jīng)過第二反射鏡、二倍頻模塊、三倍頻模塊、第 三反射鏡和吸收板后進(jìn)倍頻后得到的355nm激光進(jìn)入到輸出單元，在輸出單元中依次經(jīng)過 所述第四反射鏡、柱面鏡和球面鏡，最后從所述窗口片輸出紫外鎖模激光。

優(yōu)選地，所述泵浦光源為激光二極管，其在室溫下中心波長為808nm。

優(yōu)選地，所述第一反射鏡為1064nm反射鏡。

優(yōu)選地，所述平凹鏡為內(nèi)側(cè)凹面鍍808nm高反膜的反射鏡，可透射1064nm。

優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體可飽和吸收鏡以非線性效應(yīng)作為鎖模機制。

優(yōu)選地，所述二倍頻模塊和三倍頻模塊均包括凸透鏡和三硼酸鋰晶體。

優(yōu)選地，所述第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡均為355nm反射鏡，用于改變光 路方向。

優(yōu)選地，所述柱面鏡采用非球面透鏡。

優(yōu)選地，所述球面鏡包括第一透鏡和第二透鏡，且所述第一透鏡和第二透鏡均采用光 學(xué)鍍膜玻璃透鏡。

優(yōu)選地，所述第二透鏡采用雙膠合消像差透鏡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果為：

1.本實用新型采用了摻釹釩酸釔晶體，摻釹釩酸釔晶體性能優(yōu)良，對泵浦光有較高的 吸收系數(shù)和更大的受激發(fā)射截面，其與三硼酸鋰(LBO)晶體配合使用，能夠達(dá)到較好的倍 頻轉(zhuǎn)換效率；

2.應(yīng)用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)提供鎖模的自啟動機制，可在腔內(nèi)制成鎖模激光；

3.選用三硼酸鋰(LBO)這一新型非線性光學(xué)晶體，有寬透光波段范圍、寬的允許角和 小的走離角；且I類及II類非臨界相位匹配范圍寬，I類相位匹配，產(chǎn)生的532nm二次 諧波與1064nm基波具有相互垂直的偏振態(tài)，恰好滿足三硼酸鋰(LBO)晶體三倍頻II類 相位匹配條件，可克服走離效應(yīng)來獲得高的倍頻效率使激光器的輸出能量得到充分利用；

4.本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計簡單，所產(chǎn)生激光頻率穩(wěn)定，波長范圍窄；

5.本實用新型在經(jīng)BBO晶體后自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換得到軌道角動量糾纏態(tài)，可應(yīng)用于量子 通信領(lǐng)域在軌道角動量糾纏的制備。

附圖說明

圖1是本實用新型一種鎖模紫外激光器的產(chǎn)生裝置示意圖；