[發明專利]基于外差拍頻鎖定的種子注入2μm波段單頻脈沖光參量振蕩器

有效

• 申請號: 201710093570.3
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106856292B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 朱小磊;謝小兵;李世光;馬秀華;張俊旋;董怡靜;陳衛標
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S3/081;G02F1/35;G02F1/355;G02B27/28
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種基于外差拍頻鎖定的種子注入2μm波段單頻脈沖光參量振蕩器，特征在于其結構包括腔外種子注入光路、泵浦光路、一體化諧振腔、拍頻測試組件及電學控制組件五個部分：

所述的腔外種子注入光路包括種子激光器(1-1)、分束器(1-2)、耦合透鏡組(1-3)、隔離器組(1-4)和第一半波片(1-5)；

所述的泵浦光路包括單頻脈沖泵浦源(2-1)，第二半波片(2-2)、第一偏振分束器(2-3)、第二偏振分束器(2-4)、第一折返鏡(2-5)、光學延時裝置(2-6)、第二折返鏡(2-7)、第一電光晶體(2-8)、第一聚焦透鏡(2-9)、第一反射鏡(2-10)和雙色鏡(2-11)；

所述的一體化諧振腔包括諧振腔框體(3-0)、第一腔鏡(3-1)、第二腔鏡(3-2)、第三腔鏡(3-3)和第四腔鏡(3-4)，第一非線性晶體(3-5)、第二非線性晶體(3-6)、第二電光晶體(3-7)；

所述的拍頻測試組件包括分光鏡(4-1)、第三電光晶體(4-2)、第三偏振分束器(4-3)、第二反射鏡(4-4)、第三半波片(4-5)、第二聚焦透鏡(4-6)、合束器(4-7)和聲光移頻器(4-8)；

所述的電學控制組件包括壓電陶瓷(5-1)、壓電陶瓷驅動源(5-2)、時序控制系統(5-3)、第一光電探測器(5-4)、高壓電光晶體驅動源(5-5)、第二光電探測器(5-6)、低壓電光晶體驅動源(5-7)組成；

元器件的位置關系如下：

所述的種子激光器(1-1)輸出的種子光經過所述的分束器(1-2)分成低功率種子光和高功率種子光：所述的低功率種子光依次經所述的耦合透鏡組(1-3)、隔離器組(1-4)、第一半波片(1-5)、雙色鏡(2-11)、第一腔鏡(3-1)注入到所述的一體化諧振腔中；所述的高功率種子光經所述的聲光移頻器(4-8)進入所述的合束器(4-7)中；

所述的單頻脈沖泵浦源(2-1)輸出的泵浦光經所述的第二半波片(2-2)和第一偏振分束器(2-3)后在空間上分成等強度的透射光束和反射光束：所述的透射光束透過所述的第二偏振分束器(2-4)繼續傳輸形成第一束泵浦光，經所述的第一電光晶體(2-8)、第一聚焦透鏡(2-9)、第一反射鏡(2-10)和雙色鏡(2-11)反射后與所述的低功率種子光同方向地經第一腔鏡(3-1)入射至所述的一體化諧振腔中；所述的反射光束經第一折返鏡(2-5)、光學延時裝置(2-6)、第二折返鏡(2-7)和第二偏振分束器(2-4)反射后成為第二束泵浦光，經所述的第一電光晶體(2-8)、第一聚焦透鏡(2-9)、第一反射鏡(2-10)和雙色鏡(2-11)反射后與所述的低功率種子光同方向地經第一腔鏡(3-1)入射至所述的一體化諧振腔；

所述的一體化諧振腔中沿光路依次是第一腔鏡(3-1)、第一非線性晶體(3-5)、第二非線性晶體(3-6)、第二腔鏡(3-2)、第三腔鏡(3-3)、第二電光晶體(3-7)、第四腔鏡(3-4)和第一腔鏡(3-1)，所述的第四腔鏡(3-4)緊固在壓電陶瓷(5-1)上，在所述的第二腔鏡(3-2)和第三腔鏡(3-3)之間光路的延長線上設有所述的第一光電探測器(5-4)；

由所述的第一束泵浦光經一體化諧振腔振蕩產生的第一束信號光經所述的分光鏡(4-1)、第三電光晶體(4-2)和第三偏振分束器(4-3)反射后，入射到與其傳輸方向成45°放置的第二反射鏡(4-4)上，由所述的第二反射鏡(4-4)反射衰減后的第一束信號光經所述的第三半波片(4-5)、第二聚焦透鏡(4-6)輸入至所述的合束器(4-7)中；所述的高功率種子光經所述的聲光移頻器(4-8)移頻后輸入至所述的合束器(4-7)中與進入其中的第一束信號光進行拍頻，所述的合束器(4-7)輸出的拍頻光信號耦合進所述的第二光電探測器(5-6)中并將其轉換為電信號；

由所述的第二束泵浦光經一體化諧振腔振蕩產生的第二束信號光經所述的分光鏡(4-1)、第三電光晶體(4-2)和第三偏振分束器(4-3)透射后輸出；

所述的壓電陶瓷驅動源(5-2)的輸出端與所述的壓電陶瓷(5-1)的輸入端相連，所述的低壓電光晶體驅動源(5-7)的輸出端與所述的第二電光晶體(3-7)的輸入端相連，所述的第一光電探測器(5-4)和第二光電探測器(5-6)的輸出端與所述的時序控制系統(5-3)的輸入端相連，所述的高壓電光晶體驅動源(5-5)的輸出端與所述的第一電光晶體(2-8)和第三電光晶體(4-2)的輸入端相連，所述的時序控制系統(5-3)的輸出端分別與所述的壓電陶瓷驅動源(5-2)的輸入端、所述的低壓電光晶體驅動源(5-7)的輸入端、所述的高壓電光晶體驅動源(5-5)的輸入端和所述的泵浦源(2-1)的控制端相連。