[發(fā)明專利]分時(shí)合成的光參量振蕩裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110293376.6
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN113054524B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田俊濤;譚榮清;李志永;劉松陽;許文寧;白進(jìn)周
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): H01S3/108
• 分類號(hào): H01S3/108;H01S3/042
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

本發(fā)明提供了一種分時(shí)合成的光參量振蕩裝置，所述光參量振蕩裝置包括泵浦源、電光晶體、偏振片、反射鏡和光參量振蕩模塊，其中，所述泵浦源用于為光參量振蕩裝置提供特定波長的激光，實(shí)現(xiàn)激光注入；當(dāng)所述電光晶體的外加電壓達(dá)到半波電壓時(shí)，所述電光晶體改變光束的偏振方向之后通過偏振片和反射鏡分別作用于對(duì)應(yīng)的光參量振蕩模塊，所述光參量振蕩模塊用于實(shí)現(xiàn)波長變換，最終將多束光束進(jìn)行合束輸出。該分時(shí)合成的光參量振蕩裝置，相較于現(xiàn)有的單光路KTP?OPO具有更低的晶體熱效應(yīng)，在高重頻高能量KTP?OPO的應(yīng)用上更加有優(yōu)勢。該裝置能夠極大地緩解KTP晶體長時(shí)間在高重頻高能量激光作用下的“灰線”現(xiàn)象和熱效應(yīng)，提高激光器輸出功率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及波長變換技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分時(shí)合成的光參量振蕩裝置。

背景技術(shù)

光參量振蕩器(Optical Parametric Oscillator，OPO)是利用非線性晶體的混頻特性來實(shí)現(xiàn)頻率變換。其中，磷酸鈦氧鉀晶體光參量振蕩器(KTP-OPO)技術(shù)是基于磷酸鈦氧鉀(KTP)和非線性頻率變換技術(shù)，在非臨界相位匹配條件(θ＝90°和)下，利用KTP晶體較高的損傷閾值和較大的非線性頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)，實(shí)現(xiàn)波長變換。目前國內(nèi)外對(duì)于高重頻高能量KTP-OPO技術(shù)的研究尚不成熟，技術(shù)路線局限于單光路OPO。對(duì)于高重頻高能量激光泵浦的KTP晶體光參量振蕩器(KTP-OPO、)，諧振腔內(nèi)光功率密度較高，KTP晶體對(duì)基波和參量光能的吸收和晶體的冷卻使晶體內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的溫度分布，導(dǎo)致晶體內(nèi)折射率分布發(fā)生不均勻變化，使得激光器輸出光束的光束質(zhì)量和輸出功率受到一定的限制，甚至?xí)绊懠す獾姆€(wěn)定性。同時(shí)，KTP晶體長時(shí)間在高重頻高能量激光作用下，它組分中的Ti⁴⁺離子由于獲得一個(gè)電子變成Ti³⁺離子從而出現(xiàn)“gray tracks”現(xiàn)象，即“灰線”現(xiàn)象，最終導(dǎo)致激光器的輸出功率降低。KTP晶體在高重頻高能量激光下的熱效應(yīng)和“灰線”現(xiàn)象極大地限制了高重頻高能量KTP-OPO技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種分時(shí)合成的光參量振蕩裝置及方法，以期部分地解決上述技術(shù)問題中的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一方面，提供了一種分時(shí)合成的光參量振蕩裝置，所述光參量振蕩裝置包括泵浦源、電光晶體、偏振片、反射鏡和光參量振蕩模塊，其中，

所述泵浦源用于為光參量振蕩裝置提供特定波長的激光，實(shí)現(xiàn)激光注入；當(dāng)所述電光晶體的外加電壓達(dá)到半波電壓時(shí)，所述電光晶體改變光束的偏振方向之后通過偏振片和反射鏡分別作用于對(duì)應(yīng)的光參量振蕩模塊，所述光參量振蕩模塊用于實(shí)現(xiàn)波長變換，最終將多束光束進(jìn)行合束輸出。

其中，2路光路切換及偏振合束由1個(gè)電光晶體、2個(gè)偏振片、2個(gè)反射鏡和2個(gè)光參量振蕩模塊實(shí)現(xiàn)。

其中，所述2路光路切換及偏振合束中的第一路光束為：由泵浦源發(fā)出的波長為1.064μm的P偏振泵浦光，通過未加電壓的電光晶體后偏振態(tài)不變，透過第一偏振片后入射至第一光參量振蕩模塊，出射波長為1.57μm的P偏振信號(hào)光，所述P偏振信號(hào)光透過第二偏振片實(shí)現(xiàn)波長為1.57μm的激光輸出。

其中，所述2路光路切換及偏振合束中的第二路光束為：由泵浦源發(fā)出的波長為1.064μm的P偏振泵浦光，通過外加電壓為半波電壓的電光晶體后變?yōu)镾偏振，經(jīng)第一偏振片和第一反射鏡反射后入射至第二光參量振蕩模塊，出射波長為1.57μm的S偏振信號(hào)光，所述S偏振信號(hào)光經(jīng)第二反射鏡和第二偏振片實(shí)現(xiàn)波長為1.57μm的激光輸出。

其中，4路光路切換及偏振合束由5個(gè)電光晶體、6個(gè)偏振片、5個(gè)反射鏡和4個(gè)光參量振蕩模塊實(shí)現(xiàn)。