[發明專利]一種窄線寬倍頻渦旋光激光器

在審

• 申請號: 202010041319.4
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111200233A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 賈富強;丁凱麗;張順欽;陳玥;楊昊霖;賴林權;付澤楠
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/106;H01S3/109
• 代理公司: 廈門荔信航知專利代理事務所(特殊普通合伙) 35247
• 代理人: 蘇娟

1.一種窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，包括沿光傳播方向依次放置的泵浦源、泵浦轉換裝置、耦合透鏡組、激光晶體、控溫裝置、布儒斯特片、全波片、非線性光學晶體、光闌和輸出鏡；

所述泵浦源經泵浦轉換裝置和耦合透鏡組耦合后輸出非均勻泵浦光；所述激光晶體的左端面與輸出鏡構成光學諧振腔，所述布儒斯特片插入腔內對基頻渦旋光起偏，結合全波片和非線性光學晶體引入偏振選擇性損耗，迫使激光器單縱模運轉，所述非線性光學晶體用于腔內渦旋光倍頻；所述輸出鏡輕微傾斜。

2.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述泵浦轉換裝置為內部包層材料為純硅，中心為空，外部設有低折射率物質涂層的光纖，所述泵浦源經過泵浦轉換裝置耦合輸出中心為空的同心環狀非均勻泵浦光，耦合透鏡組包括兩個構成開普勒望遠鏡系統的透鏡，控制非均勻泵浦光中心半徑和外徑與激光器腔模半徑的比例關系，非均勻泵浦光離焦后聚焦到激光晶體上，在光學諧振腔內形成單一模式的拉蓋爾高斯模式渦旋光束振蕩。

3.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述泵浦源是中心波長為375nm、445nm、450nm、488nm、520nm、567nm、640nm、670nm、760nm、780nm、785nm、792nm、798.792nm、808nm、820nm、880nm、885nm、888nm、915nm、941nm、976nm、978nm、980nm、1342nm、1490nm、1490nm、1550nm或1560nm的半導體激光器，泵浦方式為端面泵浦。

4.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述激光晶體左端鍍有對泵浦光高透膜系以及對基頻光、倍頻光高反膜系，右端鍍有對泵浦光、基頻光、倍頻光增透膜系，所述全波片鍍有對基頻光增透膜系，所述非線性光學晶體兩端均鍍有對基頻光、倍頻光增透膜系，所述輸出鏡鍍有對基頻光高反膜系、倍頻光增透膜系。

5.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述激光晶體為摻雜稀土離子的激光晶體，所述稀土離子包括Nd3+、Yb3+、Er3+、Tm3+、Ho3+、Pr3+、Sm3+和Dy3+。

6.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述非線性光學晶體為KTP、LBO、CLBO、BBO、CBO、BiBO、PPKTP、KTA、KDP、DKTP、KBBF、LiNbO3、PPLN、PPLT、CDA、KNbO3或NiNbO3。

7.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述控溫裝置為數字控溫裝置，包括激光晶體控溫模塊、全波片控溫模塊和非線性光學晶體控溫模塊，溫度控制精度小于0.1℃。

8.根據權利要求7所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述控溫裝置為TEC溫控器。

9.根據權利要求1所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述光闌放置在非線性光學晶體后端，光闌孔徑半徑可變，調節光闌半徑大小可抑制非目標拉蓋爾-高斯模式光束在腔內振蕩。

10.根據權利要求9所述的窄線寬倍頻渦旋光激光器，其特征在于，所述輸出鏡微微傾斜引入腔不對稱損耗，控制輸出渦旋光手性。