[發(fā)明專利]一種獲得偏振激光的裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110118110.8
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112952541A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立;白冰;王寶庫;蓋克;高正欣
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: H01S3/086
• 分類號: H01S3/086;H01S3/10;H01S3/11;H01S3/115;H01S3/094
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本發(fā)明公開了一種獲得偏振激光的裝置和方法，包括激光泵浦源、諧振腔前腔鏡、激光增益介質(zhì)、格蘭?湯普森棱鏡、S偏振光輸出的腔倒空裝置和P偏振光輸出的腔倒空裝置。對格蘭?湯普森棱鏡能夠?qū)⑵叫腥肷涞姆瞧窆馐殖蓛墒嗷ゴ怪钡木€偏振光即S偏振光和P偏振光。S偏振光和P偏振光分別進(jìn)入不同的腔形結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生激光振蕩，當(dāng)給塊狀摻雜MgO:LN晶體施加橫向半波電壓時(shí)，分別獲得P偏振光和S偏振光的正交偏同步脈沖輸出激光。該激光器具有正交偏振脈沖同步輸出、脈沖寬度可調(diào)諧等特點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)窄脈沖寬度、高峰值功率的腔倒空式正交偏振脈沖同步輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種獲得偏振激光的裝置和方法，特別是一種采用格蘭-湯普森棱鏡和腔倒空獲得偏振激光的裝置和方法，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

正交雙偏振激光已經(jīng)在大氣探測、激光雷達(dá)、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。目前，固體激光器多采用偏振片、布儒斯特鏡、二向色性偏振片等偏振器件獲得單偏振的激光，要想得到正交雙偏振的激光輸出必定需要多個(gè)偏振器件組合，這不僅會增大激光腔的插入性損耗降低光功率，也很難實(shí)現(xiàn)高的輸出偏振光消光比，很難達(dá)到理想效果。雖然目前可以采用偏振開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩束垂直-水平偏振光的切換，但是由于切換過程中存在時(shí)間延遲，這會極大地加劇相位不穩(wěn)定度，極大地降低激光偏振特性。

專利號為CN201920037577.8的“一種基于MgO：LN晶體電光腔倒空全固態(tài)脈沖激光器”中僅實(shí)現(xiàn)單偏振輸出而且加入起偏器，不能實(shí)現(xiàn)正交雙偏振脈沖同步輸出，而且光-光轉(zhuǎn)換效率低。專利號為CN201611253656.X的“一種激光偏振態(tài)控制穩(wěn)定裝置的控制穩(wěn)定方法”中采用偏振控制器、起偏器、分束器等器件，增加成本并且添加了器件對光功率的損耗，增加光路的復(fù)雜性。專利號為CN201611087525.9的“正交偏振雙波長同步諧振鎖模激光器”使用鍵合晶體價(jià)格昂貴而且晶體存在嚴(yán)重?zé)嵝?yīng)。專利號為CN103984113A的“雙波長正交偏振激光器用偏振控制系統(tǒng)”采用光線激光器實(shí)現(xiàn)正交偏振激光輸出，但是光路中使用偏振控制器、保偏分路器、起偏器等器件，增加腔形結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不能實(shí)現(xiàn)高功率的脈沖輸出。專利號為CN11082301A的“一種基于雙45°-MgO:LN腔倒空式正交偏振同步脈沖激光生成方法”中的雙45°-MgO:LN需要一直施加橫向半波電壓才能實(shí)現(xiàn)正交偏光的輸出，這會對雙45°-MgO:LN造成損傷，同時(shí)兩束偏振光束是單端輸出難以實(shí)現(xiàn)分離。

根據(jù)偏振激光器不同工作原理可分為雙折射型、反射型、吸收型和散射型偏振器，但是后三者偏振器存在消光比差，抗損傷能力低，有選擇性吸收等缺點(diǎn)，應(yīng)用受限，因此雙折射型偏振器被廣泛應(yīng)用到光電子技術(shù)中。由渥拉斯頓棱鏡或雙45^O鈮酸鋰(45^O-LN)晶體出射的兩束光通?？康暮芙灰追蛛x。然而雙45^O-LN晶體施加橫線半波電壓雖然能實(shí)現(xiàn)正交偏振光，但是需要對晶體施加高電壓會減少晶體使用壽命，同時(shí)需要晶體有高損傷閾值。

格蘭-湯普森棱鏡利用了晶體的雙折射特性實(shí)現(xiàn)雙端面線偏振光輸出，同時(shí)諧振腔內(nèi)不需要插入額外的雙折射元件。其次，采用半導(dǎo)體泵浦固體激光器的方式得到正交偏振激光，可以得到高功率、高效率和高光束質(zhì)量的正交線偏振激光。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高功率的偏振脈沖激光輸出的采用格蘭-湯普森棱鏡和腔倒空獲得偏振激光的裝置和方法，可以無需高電壓直接實(shí)現(xiàn)正交偏振光輸出，而且兩束偏振光分別從兩個(gè)端面輸出易分離。