[發(fā)明專利]一種稀土晶體紅外激光器的波長控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111355545.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN114050470A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志軍;李鳳;韓利琪;張保玉;周相如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08;H01S3/16
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

本發(fā)明公開了一種稀土晶體紅外激光器的波長控制方法，涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，包括：構(gòu)建包含光柵兩面鏡諧振腔和稀土激光晶體的激光器系統(tǒng)，所述光柵兩面鏡諧振腔包含Littrow光柵和第二平凹鏡；在啟動(dòng)所述激光器系統(tǒng)中的泵浦源后，對(duì)所述Littrow光柵的方位角進(jìn)行調(diào)整，得到滿足Littrow條件的光柵閃耀角度；在得到滿足Littrow條件的光柵閃耀角度后，通過調(diào)整所述Littrow光柵的方位角，得到所述稀土激光晶體的波長。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稀土晶體紅外激光器的波長控制方法。

背景技術(shù)

基于稀土晶體的激光器是紅外波段一類重要的光源器件，其輻射波長在2-4μm之間，涵蓋了C–H、O–H和N–H等化學(xué)鍵的特征吸收指紋，在化學(xué)物質(zhì)探測、光譜學(xué)和醫(yī)療檢測等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。現(xiàn)有稀土晶體(摻Tm、Ho、Er、Dy等粒子)的紅外激光器大部分是基于鏡面固定的諧振腔，其模式間的自然競爭導(dǎo)致激光輸出為多個(gè)模式和多個(gè)波長，激光的波長無法準(zhǔn)確控制和動(dòng)態(tài)調(diào)諧，限制了稀土晶體激光器在分子傳感等方面的實(shí)際應(yīng)用。

光柵是一種重要的光學(xué)元件，其周期性表面的衍射級(jí)具有高反射率、頻率選擇性和角度調(diào)諧等獨(dú)特性質(zhì)，基于光柵的諧振腔是實(shí)現(xiàn)激光模式選擇和波長控制的有效方法。現(xiàn)有基于Z型和X型光路的光柵諧振腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，光路準(zhǔn)直苛刻，激光性能易受光路失調(diào)和環(huán)境干擾(如機(jī)械擾動(dòng)、溫度變化等因素)的影響，限制了激光器實(shí)用化發(fā)展；此外這兩種技術(shù)方案都是針對(duì)特殊的摻Cr的稀土晶體，其激光波長受限在1940-2780nm范圍。為獲得性能更好的稀土晶體紅外激光器，需要發(fā)展新的激光諧振腔和波長控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的方案解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有基于稀土晶體的紅外激光器通常輸出多個(gè)激光模式和多個(gè)波長，限制了其在物質(zhì)傳感和光譜技術(shù)方面的應(yīng)用，以及如何控制紅外激光器的波長精度。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種稀土晶體紅外激光器的波長控制方法，包括：

構(gòu)建包含光柵兩面鏡諧振腔和稀土激光晶體的激光器系統(tǒng)，所述光柵兩面鏡諧振腔包含Littrow光柵和第二平凹鏡；

在啟動(dòng)所述激光器系統(tǒng)中的泵浦源后，對(duì)所述Littrow光柵的方位角進(jìn)行調(diào)整，得到滿足Littrow條件的光柵閃耀角度；

在得到滿足Littrow條件的光柵閃耀角度后，通過調(diào)整所述Littrow光柵的方位角，得到所述稀土激光晶體的波長。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，實(shí)現(xiàn)了摻Er稀土激光晶體的單一波長的輸出和準(zhǔn)確控制，輸出波長在2796-2825nm范圍。此外，光柵兩面鏡諧振腔的腔型簡單，光路易于調(diào)整，為稀土晶體紅外激光器波長的控制和調(diào)諧提供了簡易而有效的技術(shù)方案。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于理解本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種稀土晶體紅外激光器的波長控制方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的Littrow光柵耦合的兩面鏡諧振腔的波長選擇原理示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的光柵耦合的兩面鏡諧振腔的激光器系統(tǒng)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的實(shí)現(xiàn)激光波長控制和準(zhǔn)確輸出的流程圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的光柵耦合兩面鏡諧振腔的激光輸出光譜示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。