[發明專利]基于外注入自發輻射的線寬可調激光器

在審

• 申請號: 202211452292.3
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115714301A
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 黃禮剛;毛鈺欽;張朝澤;關天宇;朱濤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/102;H01S5/062
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

1.一種基于外注入自發輻射的線寬可調激光器，包括激光諧振腔、增益介質和泵浦源，其特征在于，還包括外注入自發輻射源，所述泵浦源與該激光諧振腔的第一輸入端連接，所述外注入自發輻射源與該激光諧振腔的第二輸入端連接，所述增益介質設于所述激光諧振腔內，用于產生自發輻射；

所述泵浦源輸入至所述激光諧振腔后，被傳輸給所述增益介質，產生受激輻射；所述外注入自發輻射源將自發輻射注入至所述激光諧振腔內，以使所述激光諧振腔內自發輻射和受激輻射耦合重新達到平衡，從而實現激光器穩定輸出的激光線寬可調。

2.根據權利要求1所述的基于外注入自發輻射的線寬可調激光器，其特征在于，還包括循環次數調控組件，用于決定單位量受激輻射完全從所述激光諧振腔內輸出之前，在所述激光諧振腔內的循環傳輸次數，其中當單位量受激輻射在所述激光諧振腔內的循環傳輸多次，完全從所述激光諧振腔內輸出后，所述激光諧振腔內自發輻射和受激輻射的耦合重新達到平衡，至此所述激光器穩定輸出激光且完成激光的線寬調節；

在所述受激輻射的每次循環傳輸過程中，隨著注入至所述激光諧振腔內與所述受激輻射耦合的自發輻射量的增大，自發輻射在該循環傳輸過程中，對受激輻射中光譜成分的相位隨機干擾程度加強，所述激光器輸出激光的線寬也會增大，所述激光器穩定輸出激光時的激光線寬為各次循環傳輸過程中線寬累積增大的結果；

在所述受激輻射循環傳輸次數不變的情況下，隨著每次循環傳輸過程中注入的所述自發輻射量的增大，所述激光器穩定輸出激光時的激光功率增大；隨著所述受激輻射循環傳輸次數的增大，所述激光器穩定輸出激光時的激光線寬和功率均增大。

3.根據權利要求2所述的基于外注入自發輻射的線寬可調激光器，其特征在于，對所述泵浦源的功率、注入至激光諧振腔內與受激輻射發生耦合的自發輻射量和受激輻射循環傳輸次數中至少一個進行調節，以使所述激光器穩定輸出的激光滿足對應的線寬和/或功率要求。

4.根據權利要求3所述的基于外注入自發輻射的線寬可調激光器，其特征在于，針對不同功率的泵浦源，構建與其對應的參數調節數據塊，在每個參數調節數據塊中，均包括多個允許調節至的受激輻射循環傳輸次數，每個受激輻射循環傳輸次數均與多個可調節至的自發輻射量對應，針對每個受激輻射循環傳輸次數，與該受激輻射循環次數對應的每個自發輻射量分別與一個激光線寬和功率組對應；

按照以下步驟，對所述泵浦源的功率、注入至激光諧振腔內與受激輻射發生耦合的自發輻射量和受激輻射循環傳輸次數中至少一個進行調節，以使所述激光器穩定輸出的激光滿足對應的線寬和/或功率要求：

步驟S101、根據當前泵浦源的功率，確定與其對應的參數調節數據塊，從該確定的參數調節數據塊中，查找出與要求線寬對應的激光線寬和功率組；

步驟S102、針對查找出的各個激光線寬和功率組，按序判斷該激光線寬和功率組中功率是否與要求功率相同，若相同，則查找出與該激光線寬和功率組對應的自發輻射量以及該自發輻射量對應的受激輻射循環傳輸次數，執行步驟S103，若均不相同，執行步驟S106；

步驟S103、判斷該激光線寬和功率組是否為查找出的各個激光線寬和功率組中的最后一個，若是，則執行步驟S104，否則，返回執行步驟S102；

步驟S104、將該查找出的各個受激輻射循環傳輸次數中的最小受激輻射循環傳輸次數作為受激輻射循環傳輸目標次數，將該查找出的自發輻射量中與該最小受激輻射循環傳輸次數對應的自發輻射量作為自發輻射目標量，執行步驟S105；

步驟S105、控制所述外注入自發輻射源將所述目標量的自發輻射注入該激光諧振腔內，以使受激輻射每次循環傳輸過程中，該目標量的自發輻射與受激輻射發生耦合；控制所述循環次數調控組件，將所述受激輻射在該激光諧振腔內的循環傳輸次數調節至該目標次數，由此在所述激光器穩定輸出激光時激光線寬和功率滿足對應的線寬和功率要求，執行步驟S107；

步驟S106、判斷該確定的參數調節數據塊中，最大受激輻射循環傳輸次數在最大自發輻射量下對應激光線寬和功率組的功率是否小于所述要求功率，若是，則將功率較大的下一泵浦源作為當前泵浦源，返回執行步驟S101，否則將功率較小的上一泵浦源作為當前泵浦源，返回執行步驟S101；

步驟S107、將所述泵浦源的功率調節為所述當前泵浦源的功率。