[實用新型]一種光學參量振蕩器

有效

• 申請號: 201920726100.0
• 申請日: 2019-05-20
• 公開（公告）號: CN210007100U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 趙東鋒;陳旸;肖增軍;朱波星
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/06;H01S3/08
• 代理公司: 11021 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 周天宇

一種光學參量振蕩器，包括：泵浦激光源裝置，用于產生泵浦光；泵浦光控制裝置，用于接收泵浦光，并對泵浦光的光斑尺寸和偏振方向進行調節，包括雙色鏡，并將調節后的泵浦光通過雙色鏡導出；諧振腔裝置，包括非線性光學晶體、高反射率腔鏡以及輸出耦合鏡，其中，非線性光學晶體設于高反射率腔鏡和輸出耦合鏡之間，非線性光學晶體用于接收雙色鏡導出的泵浦光并實現生成信號光和閑頻光，并將其導出至高反射率腔鏡；高反射率腔鏡的法線方向與泵浦光方向設有預設夾角，用于反射泵浦光至非線性光學晶體，以使反射的泵浦光與入射的泵浦光在晶體內部形成準共線，信號光和閑頻光依次通過雙色鏡和輸出耦合鏡輸出。

技術領域

本實用新型涉及激光器領域，尤其涉及一種光學參量振蕩器。

背景技術

激光器的結構主要包括：增益介質、諧振腔和泵浦源。一般激光器的工作原理是基于增益介質的粒子數反轉，通過諧振腔的選頻和反饋進行受激輻射放大后輸出相干激光。光學參量振蕩器原理上是基于非線性介質的二階非線性光學轉換，泵浦激光在非線性介質內轉換成兩束激光，一束為信號光，另一束為閑頻光，然后通過諧振腔的選頻和反饋進行非線性光學轉換放大后輸出相干激光。光學參量振蕩器光源具有波長調諧范圍寬、能量轉換效率高、能同時產生兩束相糾纏的相干光、全固態結構等優點，在激光化學、量子相干、醫學等領域具有廣泛的應用。高能量的光學參量振蕩器在激光雷達、醫學光聲成像以及激光自身的頻率拓展等領域都有很大的應用需求。近年來得益于非線性光學晶體生長技術的成熟，光學參量振蕩器的設計取得了重要的進展。

光學參量振蕩器的輸出能量主要受到能量轉換效率和最高泵浦激光能量的限制，其中，最高泵浦激光能量受限于非線性光學晶體和各光學元件的功率密度損傷閾值，因此提高輸出能量關鍵在于合理的設計諧振腔，以提高光學參量振蕩器的能量轉換效率。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本實用新型提供了一種光學參量振蕩器，通過合理的配置諧振腔等結構將泵浦光生成兩束準共線泵浦光，合理的諧振腔設計可以提高能量轉換效率，另外單脈沖輸出能量除了提高轉換效率外還應該考慮在不超過損傷閾值情況下如何提高最高泵浦能量，提高泵浦能量在一定程度上也可以提高轉換效率，以克服現有高能量脈沖光學參量振蕩器的輸出能量和能量轉換效率上的不足。

(二)技術方案

本實用新型提供了一種光學參量振蕩器，包括：泵浦激光源裝置100，用于產生泵浦光；泵浦光控制裝置200，用于接收泵浦光，并對泵浦光的光斑尺寸和偏振方向進行調節，包括雙色鏡208，并將調節后的泵浦光通過雙色鏡208導出；諧振腔裝置300，包括非線性光學晶體301、高反射率腔鏡302以及輸出耦合鏡303，其中，非線性光學晶體301設于高反射率腔鏡302和輸出耦合鏡303之間，雙色鏡208設于輸出耦合鏡303和非線性光學晶體301之間，非線性光學晶體301用于接收雙色鏡208導出的泵浦光并實現非線性光學轉換生成信號光和閑頻光，并將其導出至高反射率腔鏡302；高反射率腔鏡302的法線方向與泵浦光方向設有預設夾角，用于反射泵浦光至非線性光學晶體301，以使反射的泵浦光與入射的泵浦光在晶體內部形成準共線，兩束準共線泵浦光生成的信號光和閑頻光依次通過雙色鏡208和輸出耦合鏡303輸出。

可選地，泵浦光控制裝置200沿光路方向還依次包括高能吸收光闌202、偏振分束立方體204、透鏡207，且偏振分束立方體204前后各設一半波片203分別為第一半波片和第二半波片，且所述第一半波片和第二半波片可旋轉，透鏡207前后各設一光路校準光闌206分別為第一光路校準光闌和第二光路校準光闌，其中，高能吸收光闌202用于限制泵浦光的光斑尺寸以及吸收經諧振腔光路偏離后的泵浦光，以保護所述泵浦激光源裝置100不被返回的泵浦光損傷；半波片203用于旋轉泵浦光的線偏振方向；偏振分束立方體204用于將泵浦光的水平偏振成分和豎直偏振成分分開，并將泵浦光的豎直偏振成分發送至第二半波片；光路校準光闌206用于校準泵浦光路；透鏡207用于調節泵浦光的光斑尺寸；從第二光路校準光闌出射的泵浦光通過雙色鏡208導出。