基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置和激光器制造方法及图纸

技术编号:16084768 阅读:27 留言:0更新日期:2017-08-25 18:52
本实用新型专利技术公开了一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置和激光器,所述包括激光器包括输出耦合镜、增益介质和线宽压窄模块,该装置包括法布里‑珀罗标准具、分光片、相干长度检测元件和相干长度反馈控制系统,分光片用于将所述激光器输出的激光分成第一光束和第二光束,相干长度检测元件用于接收从分光片出射的第二光束并实时测量第二光束的相干长度值,相干长度反馈控制系统分别与所述相干长度检测元件和所述法布里‑珀罗标准具相连,用于将实时测量的第二光束的相干长度值与相干长度的目标值进行对比,并根据对比结果调节所述法布里‑珀罗标准具相对激光光轴的角度,使实时测量的第二光束的相干长度值达到所述相干长度的目标值。

【技术实现步骤摘要】
基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置和激光器
本技术涉及激光
,具体涉及一种基于准具控制激光光谱及相干长度的调控装置和激光器。
技术介绍
相干长度表征了具有一定谱宽的光源能够发生干涉的最大光程差。激光光源因其良好的相干性已被广泛应用于众多光学及交叉学科领域中,如相干光纤通讯、激光测距、激光雷达等领域。随着科技进步和研究的不断深入,人们对激光光源提出了新的要求,相干长度可调的激光光源在光全息、光学相干层析成像、高精度面型检测等领域具有广阔的应用前景。以光学相干层析成像技术为例,它是应用弱相干光源照射生物组织,然后令其后向的散射光与参考光干涉,从而实现对生物组织结构成像的技术。光源的相干性是决定成像横向分辨率的重要参数,光源的相干度越低,则产生的干涉散斑越小,层析成像的横向分辨率越高。但不同的生物组织对成像精度要求不同,如对视神经层析成像,需要非常高的分辨率以方便对视神经的细节部分进行观察,而对舌面、皮肤等组织成像,则更多是对较大面积组织进行观察,并不需要如此高的分辨率。光源相干长度的降低,固然能够提高层析成像的分辨率,但同时使得参考光与散射光的相互干涉更加困难,表现为成像过程中要求移动臂的移动精度变高,往返移动速度变慢,导致成像速度变慢。若将相干长度可调光源应用于OCT技术,针对需成像的不同生物组织的分辨率要求而改变相干长度,可以在不妨碍成像目标的基础上加快成像速度,提高成像效率,典型图像深度为~1mm(如高散射组织)到>10mm(如眼部轻微散射)。
技术实现思路
为解决上述存在的技术问题而提出本技术。本技术提出了一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置,用于调控激光器的激光相干长度,其中依照本技术一实施例,所述激光器包括输出耦合镜、增益介质和线宽压窄模块;依照本技术一实施例,所述调控装置包括法布里-珀罗标准具、分光片、相干长度检测元件和相干长度反馈控制系统;依照本技术一实施例,所述法布里-珀罗标准具位于所述输出耦合镜与增益介质之间或位于增益介质与线宽压窄模块之间;依照本技术一实施例,所述分光片位于所述激光器出光面的一侧,用于将所述激光器输出的激光分成第一光束和第二光束;依照本技术一实施例,所述相干长度检测元件用于接收从所述分光片出射的第二光束并实时测量第二光束的相干长度值;依照本技术一实施例,所述相干长度反馈控制系统分别与所述相干长度检测元件和所述法布里-珀罗标准具相连,用于将实时测量的第二光束的相干长度值与相干长度的目标值进行对比,并根据对比结果调节所述法布里-珀罗标准具相对激光光轴的角度,使实时测量的第二光束的相干长度值达到所述相干长度的目标值;依照本技术一实施例,所述线宽压窄模块用于对输出激光的线宽进行一定压窄,达到目标线宽;依照本技术一实施例,所述目标线宽小于所述法布里-珀罗标准具的自由光谱范围;依照本技术一实施例,所述法布里-珀罗标准具相对激光光轴的角度可调,所述法布里-珀罗标准具法线相对激光光轴的可调范围为-5°~5°,但该角度不为零;依照本技术一实施例,所述分光片对第一光束的分光比为99%~80%,对第二光束的分光比为1%~20%;依照本技术一实施例,还包括小孔光阑,用于控制激光模式,实现基模激光输出。本技术提出了一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置克服了现有的调节谐振腔长技术在改变腔长时,易导致谐振腔稳定性发生变化,影响激光输出功率;还克服了利用色散元件腔外调节激光光谱技术带来的激光能量损耗和棱镜与光栅组合控制激光相干长度技术的操作复杂等问题。综上所述本技术提出的基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置,在对激光器能量输出状态影响较小的情况下,可实现激光相干长度的灵活简便控制。附图说明图1是本技术激光基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置的第一实施例的结构示意图。图2是本技术基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置的第二实施例的结构示意图。图3是本技术基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置的第三实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术公开了一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置,用于调控激光器的激光相干长度,所述激光器包括输出耦合镜、增益介质和线宽压窄模块。所述线宽压窄模块用于对输出激光的线宽进行一定压窄,达到目标线宽。所述调控装置包括法布里-珀罗标准具、分光片、相干长度检测元件和相干长度反馈控制系统。所述分光片位于所述激光器出光面的一侧,用于将所述激光器输出的激光分成第一光束和第二光束。优选地,所述第一光束8和第二光束9的分光比为:80%~99%和20%~1%。所述相干长度检测元件用于接收从所述分光片出射的第二光束并实时测量第二光束的相干长度值,其可以是光谱仪、迈克尔逊干涉仪、共焦扫描干涉仪等光谱检测仪器。所述相干长度反馈控制系统分别与所述相干长度检测元件和所述法布里-珀罗标准具相连,用于将实时测量的第二光束的相干长度值与相干长度的目标值进行对比,并根据对比结果调节所述法布里-珀罗标准具相对激光光轴的角度,使实时测量的第二光束的相干长度值达到所述相干长度的目标值。所述法布里-珀罗标准具位于所述输出耦合镜与增益介质之间或位于增益介质与线宽压窄模块之间,所述目标线宽小于所述法布里-珀罗标准具的自由光谱范围。所述法布里-珀罗标准具相对激光光轴角度可调,所述法布里-珀罗标准具法线相对激光光轴角度调节范围为-5°~5°,但夹角不能为零。为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置的第一实施例的结构示意图。如图1所示,激光器包括输出耦合镜2、增益介质4和线宽压窄模块5。该激光相干长度的调控装置具体包括分光片1、法布里-珀罗标准具3、相干长度检测元件6和相干长度反馈控制系统7。在本实施例中,所述分光片1位于所述激光器的输出耦合镜2出光面的一侧,所述法布里-珀罗标准具3位于所述输出耦合镜2与所述增益介质4之间,所述分光片1将输出的激光分为透射的第一光束8和反射的第二光束9,所述第一光束8作为主要能量输出,第二光束9作为探测光入射到相干长度检测元件6,所述相干长度检测元件6实时测量激光相干长度值,相干长度反馈控制系统7是一台计算机,用于将测量值与目标值进行对比处理,然后通过调节所述法布里-珀罗标准具3相对激光光轴的角度,改变相干长度值,最终实现激光相干长度的调控输出。作为实施例的优选实施方式,所述线宽压窄模块5,用于对输出激光线宽进行一定压窄,目标压窄线宽小于法布里-珀罗标准具3的自由光谱范围。作为实施例的优选实施方式,所述第一光束8和第二光束9的分光比为:90%和10%。作为实施例的优选实施方式,所述法布里-珀罗标准具3厚度约为5.5mm,法布里-珀罗标准具3法线与激光光轴方向呈0.5°角。在本实施例中是通过转动腔内法布里-珀罗标准具相对光轴的角度,得到了1064nm波段、相干长度9.37cm到20.05cm可调的基模激光输出。根据本技术实施例,法布里-珀罗标准具3的基本原理是多光束干涉。设法布里-珀罗标准具介质的折射率为n,厚度本文档来自技高网...
基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置和激光器

【技术保护点】
一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置,用于调控激光器的激光相干长度,所述激光器包括输出耦合镜、增益介质和线宽压窄模块,其特征在于,所述调控装置包括法布里‑珀罗标准具、分光片、相干长度检测元件和相干长度反馈控制系统,其中所述分光片位于所述激光器出光面的一侧,用于将所述激光器输出的激光分成第一光束和第二光束;所述相干长度检测元件用于接收从所述分光片出射的第二光束并实时测量第二光束的相干长度值;所述相干长度反馈控制系统分别与所述相干长度检测元件和所述法布里‑珀罗标准具相连,用于将实时测量的第二光束的相干长度值与相干长度的目标值进行对比,并根据对比结果调节所述法布里‑珀罗标准具相对激光光轴的角度,使实时测量的第二光束的相干长度值达到所述相干长度的目标值。

【技术特征摘要】
1.一种基于标准具控制激光光谱及相干长度的调控装置,用于调控激光器的激光相干长度,所述激光器包括输出耦合镜、增益介质和线宽压窄模块,其特征在于,所述调控装置包括法布里-珀罗标准具、分光片、相干长度检测元件和相干长度反馈控制系统,其中所述分光片位于所述激光器出光面的一侧,用于将所述激光器输出的激光分成第一光束和第二光束;所述相干长度检测元件用于接收从所述分光片出射的第二光束并实时测量第二光束的相干长度值;所述相干长度反馈控制系统分别与所述相干长度检测元件和所述法布里-珀罗标准具相连,用于将实时测量的第二光束的相干长度值与相干长度的目标值进行对比,并根据对比结果调节所述法布里-珀罗标准具相对激光光轴的角度,使实时测量的第二光束的相干长度值达到所述相干长度的目标值。2.根据权利要求1所述的调控装置,其特征在于,所述法布里-珀罗标准具位于所述输出耦合镜与增益介质之间。3....

【专利技术属性】
技术研发人员:范元媛周翊赵江山李慧崔惠绒沙鹏飞王倩宋兴亮张立佳蔡茜玮鲍洋
申请(专利权)人:中国科学院光电研究院
类型:新型
国别省市:北京,11

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