[發明專利]一種腔鏡晶體一體化的超穩腔裝置及方法

有效

• 申請號: 201710040056.3
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN108336632B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 王志敏;劉旭超;張豐豐;宗楠;張申金;楊峰;彭欽軍;許祖彥
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財寶

本發明涉及非線性光學領域，尤其涉及一種腔鏡晶體一體化的超穩腔裝置及方法，該裝置包括第一激光器、光學隔離器、變換透鏡組、外腔晶體組件和溫控儀，光學隔離器、變換透鏡組和外腔晶體組件沿第一激光器輸出光的傳輸方向依次設置，溫控儀上設有激光輸入窗口和激光輸出窗口，外腔晶體組件設于溫控儀的內部，且外腔晶體組件包括光學晶體和設于光學晶體上的諧振腔鏡，諧振腔鏡使光學晶體的內部形成諧振腔，溫控儀通過改變溫度控制外腔晶體組件的長度。該裝置利用光學晶體受外界影響單一且穩定的特點，將諧振腔鏡集成在光學晶體上形成具有倍頻功能的外腔晶體組件，再利用溫控儀控制光學晶體的長度，以滿足共振條件實現外腔倍頻。

技術領域

本發明屬于非線性光學頻率變換、注入鎖定和注入放大領域，尤其涉及一種腔鏡晶體一體化的超穩腔裝置及方法。

背景技術

非線性頻率變換是隨著激光技術發展而產生的一門新學科，其在現有材料的基礎上，可獲得更多波段范圍的激光輸出，故自出現以來就備受關注。

激光倍頻是非線性頻率變換應用最多、最廣的技術；然而，由于倍頻過程對基頻光光強依賴很高，在低平均功率、長脈沖或連續輸出的基頻光倍頻中，常用的單通倍頻效率非常低，而外腔諧振倍頻技術的可將其倍頻效率提高兩個量級，具有重要的應用價值。特別是基于PDH(Pound-Drever-Hall)技術外腔諧振倍頻理論出現后，目前，在較低功率、連續波倍頻方面，已有倍頻效率達95±1％的報道。但是，由于注入鎖定的外腔倍頻技術復雜，價格高，要求使用者操作技術專業等難點，大大限制了其進入市場的潛力。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有的倍頻技術復雜，難操作的問題。

(二)技術方案

針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種腔鏡晶體一體化的超穩腔裝置，包括：第一激光器、光學隔離器、變換透鏡組、外腔晶體組件和溫控儀，所述第一激光器的輸出口朝向所述光學隔離器，所述光學隔離器、變換透鏡組和外腔晶體組件沿第一激光器輸出光的傳輸方向依次設置，所述溫控儀上設有激光輸入窗口和激光輸出窗口，所述外腔晶體組件設于所述溫控儀的內部，且所述外腔晶體組件包括光學晶體和設于所述光學晶體上的諧振腔鏡，所述諧振腔鏡使所述光學晶體的內部形成諧振腔，所述溫控儀通過改變溫度控制所述外腔晶體組件的長度。

其中，所述光學晶體為棒狀、塊狀或板狀結構，且激光輸入端面和激光輸出端面平行設置或為對稱設置的凹面，且所述第一激光器輸出光垂直于所述激光輸入端面射入所述光學晶體內；所述諧振腔鏡包括設于所述光學晶體的激光輸入端面上的第一腔鏡和設于所述光學晶體的激光輸出端面上的第二腔鏡，所述第一腔鏡對所述第一激光器的輸出光部分反射，對經光學晶體變換后的輸出光全反射；所述第二腔鏡對所述第一激光器的輸出光全反射，對經光學晶體變換后輸出光高透。

其中，所述光學晶體為多面體結構，其激光輸入端面和激光輸出端面之間存在一定夾角，且所述諧振腔鏡包括設于所述外腔晶體的激光輸入端面上的第三腔鏡、設于所述外腔晶體的激光輸出端面上的第四腔鏡和設于所述外腔晶體側面的第五腔鏡，所述第五腔鏡的數量為一個或多個；所述第三腔鏡對所述第一激光器的輸出光部分反射，對經光學晶體變換后輸出光全反射，所述第四腔鏡對所述第一激光器的輸出光全反射，對經光學晶體變換后輸出光高透，所述第五腔鏡對所述第一激光器的輸出光和經光學晶體變換后輸出光均全反射；所述第一激光器的輸出光經第三腔鏡注入到所述光學晶體內、再經第四腔鏡和第五腔鏡的反射形成閉合光路。

其中，所述的溫控儀包括晶體爐和溫控電路系統，所述的晶體爐包裹在所述外腔晶體外，所述溫控電路系統用于對晶體爐進行精確控溫從而精確控制所述光學晶體的長度，使所述光學晶體的共振縱模與所述第一激光器的輸出縱模相匹配。