自拉曼可控多波长激光器制造技术

本发明专利技术提出一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体、耦合输出镜和偏振态-波长分数膜片；所述自拉曼晶体是集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体，可输出基频激光和两种不同波长的拉曼光。所述全反镜、Q开关、偏振分束片、λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构。本发明专利技术提出的自拉曼可控多波长激光器，不仅实现了多种激光波长的可控输出，而且结构简单、损耗小。

【技术实现步骤摘要】
自拉曼可控多波长激光器
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种既可实现单一波长输出，又可实现多波长的分时调制输出的自拉曼可控多波长激光器。
技术介绍
激光的单色性在科研与生产中得到了广泛应用。激光的单色性也决定了激光器的设计需要以单一波长的输出为目的，因而大多数激光器均为基于单一激光介质的单波长激光器。近年来，随着非线性光学效应研究的深入和相关变频技术的快速发展，已有的激光技术可利用倍频、光参量震荡和拉曼效应等实现多波长激光束的输出，但其结构均较为复杂。现有技术中，为了实现可控产生多波长激光束，可利用部分拉曼晶体的各向异性，利用不同偏振态的基频光注入到拉曼晶体中产生所需波长的激光束输出(Wang,W.,Gong,M.L.,etal.,Diode-pumpedQ-switchedNd:YAG-KGWRamanlaseroperatingintwo-colormodulation.Opt.Express，2010，18(3):2655-2661.)。该结构虽然能够高效地输出可控多波长激光束，但是需要两种介质及其对应的谐振腔来实现，其中，一种用以产生基频激光，一种用于变换频率，并需要切换激光晶体和非线性变频介质在各自谐振腔中的工作状态，且需依赖多波长耦合输出装置用以耦合不同光路输出的激光束，光路结构较为复杂，激光损耗也较大。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种自拉曼可控多波长激光器，以解决现有多波长激光器结构复杂，激光损耗大的问题，进而实现多种激光波长的可控输出。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术提出了一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构。所述自拉曼晶体为集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体，所述自拉曼晶体沿折射率椭球Np方向切割，输出基频光λ0，拉曼频移宽度依基频光的偏振态而定，基频偏振方向沿Ng方向，输出拉曼光λ11，基频偏振方向沿Nm方向，输出拉曼光λ12。优选地，所述全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高反膜，所述耦合输出镜镀有基频光高反膜和两个拉曼光λ11、λ12的耦合输出膜片，所述波长分束片置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光高度透射，对拉曼光高度反射。本专利技术还提出了另一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构；优选地，所述全反镜镀有基频光和拉曼光λ12高反膜以及拉曼光λ11高透膜，所述耦合输出镜镀有基频光和拉曼光λ12耦合输出膜片以及拉曼光λ11高透膜，所述波长分束片置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光和拉曼光λ11高度透射，对拉曼光λ12高度反射。优选地，还包括置于所述耦合输出镜与所述自拉曼晶体之间的偏振态-波长分束片和置于所述偏振态-波长分束片的光反射方向的基频光全反镜；所述偏振态-波长分束片对基频S偏振光高度反射，对基频P偏振光高度透射，对非线性变换光束没有偏振选择性且高度透射；所述基频光全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高透膜。本专利技术还提出了另一种自拉曼可控多波长激光器，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构。优选地，所述全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高反膜，所述耦合输出镜镀有基频光和两个拉曼光λ11、λ12的耦合输出膜片，所述波长分束片倾斜置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光高度透射，对拉曼光高度反射；优选地，还包括置于所述耦合输出镜与所述自拉曼晶体之间的偏振态-波长分束片和置于所述偏振态-波长分束片的光反射方向的基频光全反镜；所述偏振态-波长分束片对基频S偏振光高度反射，对基频P偏振光高度透射，对非线性变换光束没有偏振选择性且高度透射；所述基频光全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高透膜。优选地，还包括置于基波谐振腔内的第二λ/2电光开关，所述第二λ/2电光开关设定为基频光的半波电压，用以协同所述第一λ/2电光开关调节基频光在基波谐振腔中的线偏振态。优选地，还包括置于倾放的波长分束片反射方向的第三λ/2电光开关、拉曼偏振分束片和拉曼全反镜；所述拉曼全反镜镀有基频光高透膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高反膜；所述第三λ/2电光开关设定为拉曼光λ11的半波电压；所述拉曼偏振分束片，用于对拉曼全反镜和第三λ/2电光开关之间的S偏振光高度反射，P偏振光高度透射。(三)有益效果本专利技术提出的自拉曼可控多波长激光器，采用集激光产生和拉曼频率变换于一身的自拉曼晶体，利用λ/2电光开关实现偏振控制、以及偏振分束片、波长分束片和偏振态-波长分束膜片，能够实现在简单结构中，从同一耦合输出镜中可控输出某一所需的单一波长以及多波长复用。附图说明图1为本专利技术实施例一提出的自拉曼可控多波长激光器的结构图；图2为本专利技术实施例二提出的自拉曼可控多波长激光器的结构图；图3为本专利技术实施例三提出的自拉曼可控多波长激光器的结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。以下实施例以两种双波长和一种三波长可控输出及其不同结构为例，对自拉曼可控多波长激光器进行详细阐述。本专利技术提出的激光器，其运转模式为脉冲体制，在具体实施方式中，调Q方式选用电光调Q，但本专利技术并不限于电光调Q，也可以采用声光调Q等其他方式。采用λ/2电光开关实现偏振控制，Q开关工作方式为退压工作方式，自拉曼特性激光介质为集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体，所述自拉曼晶体沿折射率椭球Np方向切割，输出基频光λ0，拉曼频移宽度依基频光的偏振态而定，基频偏振方向沿Ng方向，输出一级拉曼光λ11，基频偏振方向沿Nm方向，输出一级拉曼光λ12，本专利技术以下实施例中采用Nd:KGW自拉曼晶体对本专利技术进行具体说明，而并非对本专利技术的限制，其他集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体均适用于本专利技术，同样属于本专利技术的保护范畴。实施例一图1为本专利技术实施例一提出的一种自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自拉曼可控多波长激光器，其特征在于，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔或类似直腔的结构。

【技术特征摘要】
1.一种自拉曼可控多波长激光器，其特征在于，包括全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜；所述偏振分束片对S偏振波光束高度反射，对P偏振波光束高度透射；所述第一λ/2电光开关设定为基频光的半波电压；所述全反镜和耦合输出镜构建了基频光谐振腔；所述波长分束片和耦合输出镜构建了拉曼光谐振腔；所述全反镜、Q开关、偏振分束片、第一λ/2电光开关、波长分束片、自拉曼晶体和耦合输出镜依序设置成直腔的结构。2.如权利要求1所述的自拉曼可控多波长激光器，其特征在于，所述自拉曼晶体为集激光产生和拉曼频率变换于一身的各向异性晶体，所述自拉曼晶体沿折射率椭球Np方向切割，输出基频光λ0，拉曼频移宽度依基频光的偏振态而定，基频偏振方向沿Ng方向，输出拉曼光λ11，基频偏振方向沿Nm方向，输出拉曼光λ12。3.如权利要求2所述的自拉曼可控多波长激光器，其特征在于，所述全反镜镀有基频光高反膜、拉曼光λ11和拉曼光λ12的高反膜，所述耦合输出镜镀有基频光高反膜和两个拉曼光λ11、λ12耦合输出膜片，所述波长分束片置于所述第一λ/2电光开关与所述自拉曼晶体之间，对基频光高度透射，对拉曼光高度反射。4.如权利要求2所述的自拉曼可控多波长激光器，其特征在于，还包括置于所述耦合输出镜与所述自拉曼晶体之间的偏振态-波长分束片和置于所述偏振态-波长分束片的光反射方向的基频光全反镜；所述偏振态-波长分束片对基频S偏振光高度反射，对基频P偏振光高度透射，对非线性变换光...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩马理，杜鹏飞，王巍，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11