[發(fā)明專利]一種基于單塊環(huán)形腔的波長寬調(diào)諧單縱模激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210083124.5
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114122882B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慶;高春清;李巖;王潤雨
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/10
• 代理公司: 北京正陽理工知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.一種基于單塊環(huán)形腔的波長寬調(diào)諧單縱模激光器，其特征在于：包括泵浦激光器（1）、泵浦準(zhǔn)直系統(tǒng)（2）、聚焦透鏡（3）、雙色鏡（4）、單塊環(huán)形腔（5）、半波片（6）、偏振分光器（7）、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）、狹縫（9）、反射式衍射光柵（10）；所述反射式衍射光柵（10）用于實現(xiàn)激光波長可調(diào)諧輸出和線寬的壓窄；所述泵浦準(zhǔn)直系統(tǒng) （2）、聚焦透鏡（3）依次位于泵浦激光器（1）后，將泵浦激光器（1）輸出的泵浦激光成像到單塊環(huán)形腔（5）上，在單塊環(huán)形腔（5）上的腰斑要與單塊環(huán)形腔（5）內(nèi)模式匹配；所述雙色鏡（4）位于聚焦透鏡（3）和單塊環(huán)形腔（5）中間，對泵浦光的波長增透范圍與泵浦激光的輸出波長相匹配，對激光的高反范圍應(yīng)覆蓋要實現(xiàn)的可調(diào)諧單頻激光的調(diào)諧范圍；通過聚焦透鏡（3）將準(zhǔn)直的泵浦激光聚焦在單塊環(huán)形腔（5）中；通過偏振分光器（7）將光分成水平和垂直偏振光；所述單塊環(huán)形腔（5）位于泵浦激光光路上，單塊環(huán)形腔（5）同時也是激光增益介質(zhì)，其增益光譜范圍與調(diào)諧范圍相匹配；所述半波片（6）、偏振分光器（7）、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）、狹縫（9）依次位于單塊環(huán)形腔（5）一輸出臂上；所述反射式衍射光柵（10）擺放在單塊環(huán)形腔（5）一輸出臂上，單塊環(huán)形腔（5）產(chǎn)生的信號光經(jīng)偏振分光器（7）后，經(jīng)過光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）和狹縫（9）后，以Littrow 角照射到反射式衍射光柵（10）上，反射式衍射光柵（10）的負(fù)一級衍射光沿入射光原路返回，經(jīng)過單塊環(huán)形腔（5）的輸出面膜系再次返回到單塊環(huán)形腔（5）中，所述的單塊環(huán)形腔（5）激光在單塊環(huán)形腔內(nèi)往返一周輸入和輸出點在空間上重合；通過調(diào)節(jié)反射式衍射光柵（10）的入射角度實現(xiàn)對激光的線寬壓窄，在單塊環(huán)形腔（5）的另一臂輸出波長可調(diào)諧的單縱模激光束；所述單塊環(huán)形腔（5）一輸出臂上由于半波片（6）、偏振分光器（7）、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）、狹縫（9）、反射式衍射光柵（10）組成反射臂實現(xiàn)自種子注入，單塊環(huán)形腔（5）不需要添加磁場即能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的單縱模輸出。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于單塊環(huán)形腔的波長寬調(diào)諧單縱模激光器，其特征在于：泵浦激光器（1）經(jīng)泵浦準(zhǔn)直系統(tǒng) （2）和聚焦透鏡（3）后通過雙色鏡（4）聚焦到單塊環(huán)形腔（5）上，增益晶體制成的單塊環(huán)形腔（5）產(chǎn)生的信號光首先經(jīng)過雙色鏡（4）反射到半波片（6）和偏振分光器（7）上，通過旋轉(zhuǎn)半波片（6），讓光束的偏振態(tài)經(jīng)過偏振分光器（7）選擇為垂直偏振光，經(jīng)過光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）和狹縫（9），照射到反射式衍射光柵（10）上；反射式衍射光柵（10）衍射光沿原光路返回至單塊環(huán)形腔（5）中，經(jīng)單塊環(huán)形腔（5）后光線穩(wěn)定出射單縱模激光；通過旋轉(zhuǎn)改變反射式衍射光柵（10）入射角的角度，實現(xiàn)波長可調(diào)諧輸出。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于單塊環(huán)形腔的波長寬調(diào)諧單縱模激光器，其特征在于：通過旋轉(zhuǎn)改變反射式衍射光柵入射角，實現(xiàn)波長可調(diào)諧輸出和激光線寬的壓窄，即使反射式衍射光柵（10）滿足如下調(diào)節(jié)目標(biāo)：

目標(biāo)一：所述的反射式衍射光柵（10）與入射光路的夾角θ為:0度θ＜90度；

目標(biāo)二：所述的反射式衍射光柵（10）的參數(shù)根據(jù)不同調(diào)諧范圍以及增益介質(zhì)的增益帶寬進(jìn)行調(diào)節(jié)；

目標(biāo)三：所述的反射式衍射光柵工作在輸出波長對應(yīng)的Littrow角度；

通過選擇反射式衍射光柵合適的刻線數(shù)，選擇合適的入射角使得其-1級衍射光與入射光夾角為0°，此時以Littrow 角照射到反射式衍射光柵（10）上，反射式衍射光柵（10）的負(fù)一級衍射光沿入射光原路返回，經(jīng)過單塊環(huán)形腔（5）的輸出面膜系再次返回到單塊環(huán)形腔（5）中，所述的單塊環(huán)形腔（5）激光在單塊環(huán)形腔內(nèi)往返一周輸入和輸出點在空間上重合。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于單塊環(huán)形腔的波長寬調(diào)諧單縱模激光器，其特征在于：由于所述單塊環(huán)形腔（5）一輸出臂上由半波片（6）、偏振分光器（7）、光束準(zhǔn)直系統(tǒng)（8）、狹縫（9）、反射式衍射光柵（10）組成反射臂實現(xiàn)自種子注入，所述環(huán)形腔（5）周圍不添加磁場。