基于雙角錐諧振腔可調(diào)諧單縱模2μm固體激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種固體激光器,屬于固體激光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于單縱模輸出的固體激光器具有相干性好、譜線(xiàn)寬度窄、光束質(zhì)量好等特點(diǎn),使其在激光遙感、相干雷達(dá)、非線(xiàn)性轉(zhuǎn)換等方面有著非常重要的應(yīng)用,是激光技術(shù)重要的研究和發(fā)展方向。特別是其相干長(zhǎng)度較長(zhǎng),能夠達(dá)到激光雷達(dá)的光源要求。單縱模2μπι固體激光器輸出波長(zhǎng)處于人眼安全波段和大氣的弱吸收帶,具有優(yōu)異的大氣傳輸特性,非常適用于大氣中的中遠(yuǎn)距離探測(cè),基于2 μπι波段的特有性質(zhì),單縱模2 μπι固體激光器成為激光成像雷達(dá)、多普勒相干測(cè)風(fēng)雷達(dá)和測(cè)量地球大氣濃度和溫度變化的差分吸收雷達(dá)的首選光源。然而目前的單縱模2 μπι固體激光器,存在著頻率穩(wěn)定性不高和抗干擾能力差等問(wèn)題,還易受到振動(dòng),溫度變化,氣流擾動(dòng)等環(huán)境條件影響,導(dǎo)致光束質(zhì)量劣化,輸出功率急劇下降,使得單縱模2 μ m固體激光器難以有效地運(yùn)用在上面所提到的各項(xiàng)應(yīng)用中。因此,提高單縱模2 μπι固體激光器的頻率穩(wěn)定性,增加其抗干擾能力,并獲得更窄的激光線(xiàn)寬,就成為單縱模2 μπι固體激光器研究的重點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有單縱模2 μπι固體激光器存在頻率穩(wěn)定性差,抗干擾能力差,易受振動(dòng)、溫度變化、氣流擾動(dòng)等環(huán)境條件影響,進(jìn)而導(dǎo)致激光器光束質(zhì)量劣化、輸出功率下降的問(wèn)題,提供了一種基于雙角錐諧振腔可調(diào)諧單縱模2 μπι固體激光器。
[0004]本發(fā)明所述基于雙角錐諧振腔可調(diào)諧單縱模2 μ m固體激光器,它包括栗浦光注入鏡、Ho:YAG晶體、偏振片、第一角錐棱鏡、雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具、第二角錐棱鏡和四分之一波片;
[0005]1.9 μπι栗浦光通過(guò)栗浦光注入鏡入射到Ho:YAG晶體中,Ho:YAG晶體在1.9 μm栗浦光的抽運(yùn)下產(chǎn)生左向傳播振蕩光和右向傳播振蕩光;
[0006]右向傳播振蕩光通過(guò)偏振片的透射后入射至第一角錐棱鏡,右向傳播振蕩光在第一角錐棱鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第一角錐棱鏡出射的右向傳播振蕩光入射至雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具,右向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具成為右向傳播單縱模振蕩光,右向傳播單縱模振蕩光入射至第二角錐棱鏡,右向傳播單縱模振蕩光在第二角錐棱鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第二角錐棱鏡出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至四分之一波片,經(jīng)過(guò)四分之一波片透射后入射至栗浦光注入鏡,栗浦光注入鏡出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至Ho =YAG晶體,Ho =YAG晶體出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至偏振片,右向傳播單縱模2 μ m振蕩光的s光a由偏振片輸出;
[0007]左向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)四分之一波片的透射后入射至第二角錐棱鏡,左向傳播振蕩光在第二角錐棱鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第二角錐棱鏡出射的左向傳播振蕩光入射至雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具,左向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具成為左向傳播單縱模振蕩光,左向傳播單縱模振蕩光入射至第一角錐棱鏡,左向傳播單縱模振蕩光在第一角錐棱鏡內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第一角錐棱鏡出射的左向傳播單縱模振蕩光入射至偏振片,左向傳播單縱模2 μ m振蕩光的s光b由偏振片輸出;實(shí)現(xiàn)單縱模2 μπι振蕩光在偏振片上雙向輸出。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明采用雙角錐環(huán)形諧振腔,并加入雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具,雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具以布魯斯特角放置,加工成為一體化,以補(bǔ)償由F-P標(biāo)準(zhǔn)具厚度引起的光路偏折,保證激光器工作在單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)上,增加了激光器諧振腔腔長(zhǎng),以助于獲得更窄的激光線(xiàn)寬輸出,同時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)雙F-P的角度實(shí)現(xiàn)激光器調(diào)諧輸出。由于角錐棱鏡具有空間定向反射特性,以任意方向入射的空間光線(xiàn)經(jīng)過(guò)理想角錐棱鏡的三個(gè)反射面相繼反射后,仍以入射光線(xiàn)嚴(yán)格平行的方向返回,使得雙角錐棱鏡諧振腔易于調(diào)節(jié),該激光器的諧振腔在強(qiáng)烈振動(dòng)和大幅度溫度變化環(huán)境下,諧振腔始終保持準(zhǔn)直,激光輸出單縱模穩(wěn)定性好,提高了抗干擾能力,和普通直腔相比,可以在相同腔長(zhǎng)情況下,縮小激光器體積。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明所述基于雙角錐諧振腔可調(diào)諧單縱模2μπι固體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式,本實(shí)施方式所述基于雙角錐諧振腔可調(diào)諧單縱模2 μ m固體激光器,它包括栗浦光注入鏡l、Ho:YAG晶體2、偏振片3、第一角錐棱鏡4、雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5、第二角錐棱鏡6和四分之一波片7 ;
[0011]1.9 μπι栗浦光通過(guò)栗浦光注入鏡I入射到Ho:YAG晶體2中,Ho:YAG晶體2在
1.9 μm栗浦光的抽運(yùn)下產(chǎn)生左向傳播振蕩光和右向傳播振蕩光;
[0012]右向傳播振蕩光通過(guò)偏振片3的透射后入射至第一角錐棱鏡4,右向傳播振蕩光在第一角錐棱鏡4內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第一角錐棱鏡4出射的右向傳播振蕩光入射至雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5,右向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5成為右向傳播單縱模振蕩光,右向傳播單縱模振蕩光入射至第二角錐棱鏡6,右向傳播單縱模振蕩光在第二角錐棱鏡6內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第二角錐棱鏡6出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至四分之一波片7,經(jīng)過(guò)四分之一波片7透射后入射至栗浦光注入鏡I,栗浦光注入鏡I出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至Ho:YAG晶體2,Ho:YAG晶體2出射的右向傳播單縱模振蕩光入射至偏振片3,右向傳播單縱模2 μ m振蕩光的s光a由偏振片3輸出;
[0013]左向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)四分之一波片7的透射后入射至第二角錐棱鏡6,左向傳播振蕩光在第二角錐棱鏡6內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第二角錐棱鏡6出射的左向傳播振蕩光入射至雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5,左向傳播振蕩光經(jīng)過(guò)雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5成為左向傳播單縱模振蕩光,左向傳播單縱模振蕩光入射至第一角錐棱鏡4,左向傳播單縱模振蕩光在第一角錐棱鏡4內(nèi)經(jīng)過(guò)三次全內(nèi)反射,第一角錐棱鏡4出射的左向傳播單縱模振蕩光入射至偏振片3,左向傳播單縱模2 μ m振蕩光的s光b由偏振片3輸出;實(shí)現(xiàn)單縱模2 μ m振蕩光在偏振片3上雙向輸出。
[0014]本實(shí)施方式中,將四分之一波片7和偏振片3配合使用,偏振片3作為激光器輸出鏡,獲得單向輸出的單縱模2 μπι激光輸出。此結(jié)構(gòu)提高了單縱模2 μπι固體激光器的抗干擾能力與單縱模穩(wěn)定性,和普通直腔相比,可以在相同腔長(zhǎng)情況下,縮小激光器體積。
[0015]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明,第一角錐棱鏡4和第二角錐棱鏡6構(gòu)成雙角錐環(huán)形諧振腔,第一角錐棱鏡4和第二角錐棱鏡6的結(jié)構(gòu)相同,入射面直徑為lOmm-lOOmm,入射面鍍有1.9 μ m-2.1 μ m高透膜,反射面曲率為0-1000mm。
[0016]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明,雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5以布魯斯特角放置,雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5對(duì)2.1 μπι振蕩光的透過(guò)率為70 % -100%,厚度為
0.01mm-15mmo
[0017]本實(shí)施方式中,采用雙角錐環(huán)形諧振腔,并加入以布魯斯特角放置的雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具,以獲得更窄的激光線(xiàn)輸出。雙角錐環(huán)形諧振腔和雙F-P標(biāo)準(zhǔn)具5加工成一體。
[0018]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式三作進(jìn)一步說(shuō)明,栗浦光注入鏡I和偏振片3構(gòu)成布魯斯特角,栗浦光注入鏡I和偏振片3的基質(zhì)均為紅外石英,栗浦光注入鏡I和偏振片3之間夾角為110.367°。
[0019]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明,栗浦光注入鏡I表面鍍有對(duì)1.9 μ m栗浦光高反膜、對(duì)2.1 μ m振蕩光高透膜。
[0020]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明,偏振片3表面鍍有對(duì)
1.9 μπι栗浦光高透膜、對(duì)2.1 μπι振蕩光中的s光高反p光高透膜。
[0021]【具體實(shí)施方式】七: