[發明專利]一種單頻高階渦旋激光直接產生裝置

在審

• 申請號: 202111237390.0
• 申請日: 2021-10-22
• 公開（公告）號: CN113872031A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 肖磊;徐斌;周倫濱
• 申請（專利權）人: 廣東鐳泰激光智能裝備有限公司
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08
• 代理公司: 東莞卓為知識產權代理事務所(普通合伙) 44429
• 代理人: 湯冠萍

本發明公開一種單頻高階渦旋激光直接產生裝置，包括泵浦源、泵浦光耦合元件和激光諧振腔，激光諧振腔由諧振腔輸入鏡、激光晶體、濾波元件和輸出點缺陷鏡構成；泵浦源，用于提供泵浦激光；泵浦光耦合元件，用于將泵浦源產生的激光聚焦到諧振腔輸入鏡上；諧振腔輸入鏡，用于接收來自泵浦光耦合元件的光束并輸出到激光晶體上；激光晶體，通過濾波元件獲得單頻激光并輸出到輸出點缺陷鏡上；輸出點缺陷鏡，用于產生高階渦旋激光輸出。本發明通過構成一凹平激光諧振腔結構，輸出光斑質量好，且諧振腔長度可以調節到很短的尺寸，保證了少縱模輸出，輸出點缺陷鏡可保證高階渦旋激光的產生，在激光諧振腔中插入標準具(濾波元件)可保證單頻激光輸出。

技術領域

本發明涉及渦旋激光產生裝置，具體涉及一種單頻高階渦旋激光直接產生裝置。

背景技術

渦旋激光在光通信、量子糾纏、新的非線性光學效應(如自旋霍爾效應，旋轉光學多普勒效應，非線性拓撲變換)、微納機械加工、超分辨成像、光鑷和高精度相干測量等領域具有重要的應用價值；而且，渦旋光的應用中很多需要高階渦旋光源。另一方面，相比多縱模激光而言，單頻(即單縱模)激光具有更好的相干性，其噪聲低的優點也是許多應用所需要的。當前，高階渦旋光的產生已經有一些方法可以實現，但單頻高階渦旋光有效產生的方法還很少，僅有基于單塊激光晶體非平面環形腔研制單頻高階渦旋激光的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單頻高階渦旋激光直接產生裝置，通過簡單的方式來實現單頻高階渦旋激光，單頻高階渦旋激光可以直接從激光諧振腔中產生，而不是通過在諧振腔外用光束變換元件變換產生。

本發明的技術方案如下：

一種單頻高階渦旋激光直接產生裝置，包括泵浦源、泵浦光耦合元件和激光諧振腔，所述激光諧振腔由諧振腔輸入鏡、激光晶體、濾波元件和輸出點缺陷鏡構成；

所述泵浦源，用于提供泵浦激光；

所述泵浦光耦合元件，用于將泵浦源產生的激光聚焦到諧振腔輸入鏡上；

所述諧振腔輸入鏡，用于接收來自泵浦光耦合元件的光束并輸出到激光晶體上；

所述激光晶體，通過濾波元件獲得單頻激光并輸出到輸出點缺陷鏡上；

所述輸出點缺陷鏡，用于產生高階渦旋激光輸出。

其中，所述泵浦源采用808nm半導體激光器。

其中，所述泵浦源產生的激光通過耦合光纖輸出，所述耦合光纖的直徑為400μm，數值孔徑為0.22。

其中，所述泵浦光耦合元件由一個焦距為50mm的準直鏡和一個焦距為60mm的聚焦鏡組成，所述準直鏡、聚焦鏡均為凸面鏡，所述準直鏡、聚焦鏡的平面相對設置。

其中，所述諧振腔輸入鏡為曲率半徑為50mm的凹面鏡，該諧振腔輸入鏡的凹面朝向激光晶體，且凹面上鍍有對808nm波長透過率90％且對1064nm波長反射率99.9％的第一介質膜。

其中，所述激光晶體為摻釹釩酸釔，該激光晶體的橫截面尺寸為3mm*3mm，長度為6mm。

其中，所述濾波元件為BK7玻璃，該濾波元件的厚度為1mm。

其中，所述輸出點缺陷鏡為平面鏡，該輸出點缺陷鏡朝向激光晶體的一面鍍有對1064nm波長透過率2％的第二介質膜。

其中，所述第二介質膜的表面通過355nm皮秒激光破壞形成有若干個尺寸為80μm～250μm的點缺陷。

其中，所述激光諧振腔的長度為10mm。