單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全固態(tài)激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔結(jié)構(gòu)是獲得高功率、高光束質(zhì)量、窄線寬激光器的重要手段，基于該結(jié)構(gòu)的非線性頻率變換包括腔外頻率變換和腔內(nèi)頻率變換兩種方式，腔外頻率變換方式操作方便，但可利用的泵浦光能量有限。腔內(nèi)頻率變換方式利用了腔內(nèi)功率密度高的特點(diǎn)，提高了可利用的泵浦光能量，而不足在于腔內(nèi)泵浦光僅單次發(fā)生非線性效應(yīng)，未能充分利用腔內(nèi)功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器。
[0004]本發(fā)明提供了一種單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器，所述激光器包括:第一激光諧振腔腔鏡、激光增益介質(zhì)、第二激光諧振腔腔鏡、單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件、第一變頻光腔鏡、非線性晶體和第三激光諧振腔腔鏡，第一激光諧振腔腔鏡、激光增益介質(zhì)、第二激光諧振腔腔鏡和單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件依次設(shè)置且首尾相連，所述非線性晶體設(shè)于所述第一變頻光腔鏡和第三激光諧振腔腔鏡之間；
[0005]所述激光增益介質(zhì)，用于在泵浦條件下輻射第一泵浦光；
[0006]所述第一激光諧振腔腔鏡和第二激光諧振腔腔鏡，均用于對(duì)所述第一泵浦光進(jìn)行正反饋;
[0007]所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件，用于控制所述第一泵浦光沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，并將產(chǎn)生的第一泵浦光傳輸至所述第一變頻光腔鏡；
[0008]所述第一變頻光腔鏡，用于透射所述第一泵浦光，并反射變頻激光；
[0009]所述非線性晶體，用于接收所述第一泵浦光，并產(chǎn)生變頻激光；
[0010]所述第三激光諧振腔腔鏡，用于對(duì)所述第一泵浦光進(jìn)行正反饋，并透射所述變頻激光，以實(shí)現(xiàn)所述變頻激光的輸出。
[0011]可選地，所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件包括:第一偏振控制器件、第二偏振控制器件和第三偏振控制器件；
[0012]所述第一偏振控制器件，用于將沿所述預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)的第一泵浦光的偏振態(tài)調(diào)節(jié)第一預(yù)設(shè)角度，將沿其他方向運(yùn)轉(zhuǎn)的第一泵浦光的偏振態(tài)調(diào)節(jié)第二預(yù)設(shè)角度；
[0013]所述第二偏振控制器件，用于將任意方向第一泵浦光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)第三預(yù)設(shè)角度；
[0014]所述第三偏振控制器件，用于使所述沿其它方向運(yùn)轉(zhuǎn)的第一泵浦光的增益小于損耗，并使所述沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)的第一泵浦光的增益大于損耗，從而實(shí)現(xiàn)所述第一泵浦光沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，并將所述沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)的第一泵浦光傳輸至所述第一變頻光腔鏡。
[0015]可選地，所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件還包括:第四偏振控制器件，所述第四偏振控制器件設(shè)于所述第三偏振控制器件和所述第三激光諧振腔腔鏡之間；
[0016]所述第四偏振控制器件，用于將從所述第三偏振控制器件傳輸來的第一泵浦光的偏振態(tài)調(diào)節(jié)至所述非線性晶體所需的偏振態(tài)，將被第三激光諧振腔腔鏡正反饋的第一泵浦光的偏振態(tài)調(diào)節(jié)至能進(jìn)入所述激光增益介質(zhì)內(nèi)的偏振態(tài)。
[0017]可選地，所述第三激光諧振腔腔鏡，進(jìn)一步用于全部或部分透射所述變頻激光。
[0018]可選地，所述激光增益介質(zhì)具有兩個(gè)，所述激光增益介質(zhì)之間設(shè)有旋光晶體和/或法布里-波羅標(biāo)準(zhǔn)具。
[0019]可選地，所述第四偏振控制器件和第一變頻光腔鏡之間設(shè)有45度的高透高反鏡；
[0020]所述高透高反鏡，用于反射第二泵浦光，透射所述第一泵浦光；
[0021]相應(yīng)地，所述第一變頻光腔鏡，還用于透射所述第二泵浦光；
[0022]所述非線性晶體，還用于接收所述第二泵浦光；
[0023]所述第三激光諧振腔腔鏡，還用于反射所述第二泵浦光。
[0024]可選地，所述激光器還包括:第二泵浦光產(chǎn)生器件，所述第二泵浦光產(chǎn)生器件的輸出端與所述高透高反鏡相對(duì)設(shè)置；
[0025]可選地，所述第二泵浦光產(chǎn)生器件和高透高反鏡之間還設(shè)有光隔離器。
[0026]本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得第一泵浦光先后兩次通過非線性晶體，發(fā)生雙程非線性頻率變換，極大地提高了第一泵浦光的利用率和非線性頻率變換的效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的泵浦光能量利用率不足的問題。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0031]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的單向運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)形腔腔內(nèi)雙程非線性變頻激光器的結(jié)構(gòu)框圖；參照?qǐng)D1，所述激光器包括:第一激光諧振腔腔鏡1-1-1、激光增益介質(zhì)1-2、第二激光諧振腔腔鏡1-1-2、單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件、第一變頻光腔鏡1-8-1、非線性晶體1-7和第三激光諧振腔腔鏡1-1-3，第一激光諧振腔腔鏡1-1-1、激光增益介質(zhì)1-2、第二激光諧振腔腔鏡1-1-2和單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件依次設(shè)置且首尾相連，所述非線性晶體1-7設(shè)于所述第一變頻光腔鏡1-8-1和第三激光諧振腔腔鏡之間1-1-3 ；
[0032]所述激光增益介質(zhì)1-2，用于在泵浦條件下輻射第一泵浦光；
[0033]所述第一激光諧振腔腔鏡1-1-1和第二激光諧振腔腔鏡1-1-2，均用于對(duì)所述第一泵浦光進(jìn)行正反饋；
[0034]所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件，用于控制所述第一泵浦光沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，并將產(chǎn)生的第一泵浦光傳輸至所述第一變頻光腔鏡1-8-1 ;
[0035]所述第一變頻光腔鏡1-8-1，用于透射所述第一泵浦光，并反射變頻激光；
[0036]所述非線性晶體1-7，用于接收所述第一泵浦光，并產(chǎn)生變頻激光；
[0037]所述第三激光諧振腔腔鏡1-1-3，用于對(duì)所述第一泵浦光進(jìn)行正反饋，并透射所述變頻激光，以實(shí)現(xiàn)所述變頻激光的輸出(即圖中的虛線O，另外，圖中的實(shí)線代表光路)。
[0038]本實(shí)施方式的激光器的工作原理為:所述激光增益介質(zhì)1-2在泵浦條件下輻射第一泵浦光；所述第一激光諧振腔腔鏡1-1-1和第二激光諧振腔腔鏡1-1-2對(duì)所述第一泵浦光進(jìn)行正反饋；所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件控制所述第一泵浦光沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，并將產(chǎn)生的第一泵浦光傳輸至所述第一變頻光腔鏡1-8-1 ;產(chǎn)生的第一泵浦光透過所述第一變頻光腔鏡1-8-1到達(dá)所述非線性晶體1-7，所述第一泵浦光由所述非線性晶體1-7進(jìn)行非線性頻率變換，以產(chǎn)生變頻激光，該變頻激光透過所述第三激光諧振腔腔鏡1-1-3實(shí)現(xiàn)輸出，未進(jìn)行線性頻率變化的第一泵浦光由所述第三激光諧振腔腔鏡1-1-3正反饋至所述非線性晶體1-7，由所述非線性晶體1-7對(duì)正反饋的第一泵浦光進(jìn)行非線性頻率變換，以獲得變頻激光，該變頻激光由所述第一變頻光腔鏡1-8-1反射至所述非線性晶體1-7，再依次透過所述非線性晶體1-7 (由于非線性晶體不會(huì)對(duì)變頻激光進(jìn)行非線性頻率變換，故而變頻激光會(huì)直接透過所述非線性晶體)和所述第三激光諧振腔腔鏡1-1-3實(shí)現(xiàn)輸出。
[0039]根據(jù)上述工作原理可知，本實(shí)施方式通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得第一泵浦光先后兩次通過非線性晶體，發(fā)生雙程非線性頻率變換，極大地提高了泵浦光的利用率和非線性頻率變換的效率，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的泵浦光能量利用率不足的問題。
[0040]為便于控制所述激光振蕩沿預(yù)設(shè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，可選地，所述單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制器件包括:第一偏振控制器件1-3、第二偏振控制器件1-4和第三偏振控制器件1-5 ;
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