一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙頻激光器廣泛應用于激光干涉測量、相干探測、激光通信、原子壽命的測量、微波頻段的光載波產(chǎn)生等。目前，雙頻激光產(chǎn)生的主要思想是在單頻激光諧振腔內(nèi)引入雙折射效應，使圓偏振的單頻激光分開為兩個正交偏振模式來獲得兩個頻率的同時輸出。傳統(tǒng)的雙頻激光器，如基于塞曼效應的雙頻He-Ne激光器，受到增益介質(zhì)的影響其頻差較小，導致其在測量領(lǐng)域的應用受到限制。而目前已經(jīng)被充分發(fā)掘和研究利用的固體增益介質(zhì)(如Nd:YAG)，具有上百GHz的增益線寬，奠定了其在雙頻激光應用中的良好前提。研究利用固體增益介質(zhì)產(chǎn)生雙頻激光輸出的技術(shù)成為當今激光技術(shù)的一個重要研究課題。
[0003]與He-Ne激光器相比，常用的固體激光器的增益介質(zhì)都具有非常大的增益線寬，為獲得頻差較大的雙頻激光器提供了可能。目前，大頻差雙頻激光器依然是激光器技術(shù)的研究熱點，國內(nèi)外研究人員也提出了眾多雙頻固體激光器的研究方案和技術(shù)。
[0004]然而許多雙頻激光器的研究都采用了特殊的激光諧振腔結(jié)構(gòu)和諸如分光棱鏡、偏振分束鏡和波片等復雜的光學元件，要求使用的激光晶體必須具有發(fā)射圓偏振或部分圓偏振的激光的性質(zhì)，這限制了激光晶體的選擇范圍，同時對激光器的抗噪能力提出了很高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高激光器的雙頻輸出的可靠性，本發(fā)明提供了一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出，用于提高雙頻激光輸出的可靠性的裝置及方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，包括沿光束傳播方向依次設(shè)置的半導體激光栗浦源、第一非球面透鏡、第二非球面透鏡，激光前腔鏡和激光輸出鏡構(gòu)成激光振蕩器的諧振腔，半導體激光栗浦源發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡和第二非球面透鏡準直聚焦后入射到激光晶體中，激光晶體吸收栗浦能量，在激光前腔鏡和激光輸出鏡之間產(chǎn)生振蕩激光，該激光經(jīng)由標準具被調(diào)制成單頻形式，經(jīng)由電光晶體被穩(wěn)定在雙頻形式，經(jīng)激光輸出鏡后輸出到諧振腔外。
[0007]—種利用上述裝置實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的方法，包括如下步驟:
步驟一、半導體激光栗浦源發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡和第二非球面透鏡準直聚焦后，產(chǎn)生栗浦光聚焦到激光晶體中；
步驟二、激光晶體吸收栗浦光束能量，在激光諧振腔內(nèi)經(jīng)由標準具和電光晶體產(chǎn)生振蕩，經(jīng)輸出鏡輸出到腔外，產(chǎn)生穩(wěn)定雙頻激光輸出。
[0008]在本發(fā)明中，為了提高雙頻激光的可靠性和實用性，專注于雙頻輸出，利用標準具和電光晶體能夠?qū)崿F(xiàn)激光器的雙頻輸出，在激光諧振腔內(nèi)后段放置控制頻率個數(shù)的電光晶體后，利用電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻。需要說明的是，標準具與電光晶體的通光方向的厚度控制在1:2(例舉)左右。標準具和電光晶體是通用的選模器件，相對于整個光學系統(tǒng)，調(diào)試簡單，且價格低廉?？刂齐姽饩w橫向加電的電壓，可輕松實現(xiàn)雙頻輸出，因此結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定，非常適合用于雙頻激光實現(xiàn)，是一種簡單易行的辦法。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的穩(wěn)定雙頻激光輸出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0011 ]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式提供了一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)雙頻激光輸出的裝置，該裝置沿光束傳播方向依次設(shè)置有半導體激光栗浦源1、第一非球面透鏡2、第二非球面透鏡3、激光前腔鏡4、激光晶體5、標準具6、電光晶體7、激光輸出鏡8，激光前腔鏡4和激光輸出鏡8構(gòu)成激光振蕩器的諧振腔，半導體激光栗浦源1發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡2和第二非球面透鏡3準直聚焦后入射到激光晶體5中，激光晶體5吸收栗浦能量，在激光前腔鏡4和激光輸出鏡8之間產(chǎn)生振蕩激光，該激光經(jīng)由標準具6被調(diào)制成單頻形式，經(jīng)由電光晶體7被穩(wěn)定在雙頻形式，經(jīng)激光輸出鏡8后輸出到諧振腔外。
[0012]本實施方式中，第一非球面透鏡2、第二非球面透鏡3、激光前腔鏡4、激光晶體5、標準具6、電光晶體7、激光輸出鏡8均為共軸形式存在。
[0013]本實施方式中，第一非球面透鏡2和第二非球面透鏡3的焦距之比為1.0?1.5，且第二非球面透鏡3的焦點必須在激光晶體5內(nèi)。
[0014]本實施方式中，激光前腔鏡4和激光輸出鏡8構(gòu)成激光振蕩器的諧振腔，必須滿足激光振蕩產(chǎn)生條件。
[0015]本實施方式中，具有頻率選擇功能的標準具6能夠壓縮激光晶體的增益線寬，實現(xiàn)單頻輸出。
[0016]本實施方式中，標準具6在通光方向的厚度為1mm，透過率為30%(例舉)，足以壓縮激光晶體的增益線寬。
[0017]本實施方式中，電光晶體7在通光方向的厚度為2mm，透過率為30%，垂直通光方向的厚度為3mm(例舉)，具備足夠的電光調(diào)制能力。
[0018]【具體實施方式】二:本實施方式利用【具體實施方式】一所述裝置實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出，由以下步驟實現(xiàn):
步驟一、半導體激光栗浦源1發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡2和第二非球面透鏡3準直聚焦后入射到激光晶體5中；
步驟二、激光晶體5吸收栗浦能量，在激光前腔鏡4和激光輸出鏡8之間產(chǎn)生振蕩激光，該激光經(jīng)由標準具后將被調(diào)制成單頻形式，經(jīng)由電光晶體調(diào)制為穩(wěn)定雙頻后，經(jīng)激光輸出鏡8后輸出到腔外，產(chǎn)生穩(wěn)定雙頻激光輸出。
【主權(quán)項】
1.一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，其特征在于所述裝置沿光束傳播方向依次設(shè)置有半導體激光栗浦源、第一非球面透鏡、第二非球面透鏡，激光前腔鏡和激光輸出鏡構(gòu)成激光振蕩器的諧振腔，半導體激光栗浦源發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡和第二非球面透鏡準直聚焦后入射到激光晶體中，激光晶體吸收栗浦能量，在激光前腔鏡和激光輸出鏡之間產(chǎn)生振蕩激光，該激光經(jīng)由標準具被調(diào)制成單頻形式，經(jīng)由電光晶體被穩(wěn)定在雙頻形式，經(jīng)激光輸出鏡后輸出到諧振腔外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，其特征在于所述第一非球面透鏡、第二非球面透鏡、激光前腔鏡、激光晶體、標準具、電光晶體、激光輸出鏡均為共軸形式存在。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，其特征在于所述第一非球面透鏡和第二非球面透鏡的焦距之比為1.0?1.5，且第二非球面透鏡的焦點在激光晶體內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，其特征在于所述標準具在通光方向的厚度為1mm，透過率為30%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置，其特征在于所述電光晶體在通光方向的厚度為2mm，透過率為30%，垂直通光方向的厚度為3_。6.—種利用權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的裝置實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的方法，其特征在于所述方法步驟如下: 步驟一、半導體激光栗浦源發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡和第二非球面透鏡準直聚焦后，產(chǎn)生栗浦光聚焦到激光晶體中； 步驟二、激光晶體吸收栗浦光束能量，在激光諧振腔內(nèi)經(jīng)由標準具和電光晶體產(chǎn)生振蕩，經(jīng)輸出鏡輸出到腔外，產(chǎn)生穩(wěn)定雙頻激光輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用標準具和電光晶體實現(xiàn)穩(wěn)定雙頻激光輸出的裝置及方法，所述裝置沿光束傳播方向依次設(shè)置有半導體激光泵浦源、第一非球面透鏡、第二非球面透鏡，所述方法步驟如下：步驟一、半導體激光泵浦源發(fā)射出的激光經(jīng)第一非球面透鏡和第二非球面透鏡準直聚焦后，產(chǎn)生泵浦光聚焦到激光晶體中；步驟二、激光晶體吸收泵浦光束能量，在激光諧振腔內(nèi)經(jīng)由標準具和電光晶體產(chǎn)生振蕩，經(jīng)輸出鏡輸出到腔外，產(chǎn)生穩(wěn)定雙頻激光輸出。在本發(fā)明中，控制電光晶體橫向加電的電壓，可輕松實現(xiàn)雙頻輸出，因此結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定，非常適合用于雙頻激光實現(xiàn)，是一種簡單易行的辦法。
【IPC分類】H01S3/08, H01S3/10, H01S3/106
【公開號】CN105470793
【申請?zhí)枴緾N201511003824
【發(fā)明人】陳德應, 李旭東, 徐新瑞, 樊榮偉, 董志偉, 馬欲飛, 閆仁鵬, 李曉暉, 于欣, 周志剛, 陳兆東
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月29日