用于输出多波长激光的激光发生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于输出多波长激光的激光发生装置及方法，涉及激光领域。该装置包括：激光光源、后腔镜、激光激活介质、n个二向色镜和n+1个前腔镜，其中：后腔镜、激光激活介质和n个二向色镜依次排布在抽运激光的光路上，n+1个前腔镜分别设置在n+1路输出激光的光路上，n+1个前腔镜与后腔镜构成n+1个谐振腔。本发明专利技术提供的激光发生装置与方法，能够产生满足需求的多波长的激光输出，输出的多波长激光不是竞争关系，而是相互促进，共生共涨，从而提高多波长激光的输出效率，并且还能有效降低激光激活介质发热。

【技术实现步骤摘要】
用于输出多波长激光的激光发生装置及方法
本专利技术涉及激光领域，尤其涉及用于同步输出多波长激光的激光发生装置及方法。
技术介绍
目前，为了获取多个波长输出，通常选择倍频或三倍频、参量振荡等频率转换方式生成多波长激光。若在同一激光谐振腔中，双波长输出激光是基于增益介质两个发射峰同时实现激光振荡，通常选择同一类激活粒子不同能级之间的跃迁，或者同一能级内不同分量之间的跃迁。现有的方法输出的双波长或多波长激光具有相同的上能级，所有可用于产生激光输出的上能级光子都来自同一能级，这就导致双波长或多波长激光的输出能量相互竞争，效率低下。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于同步输出多波长激光的激光发生装置、一种用于同步输出多波长激光的激光发生方法及两种激光器。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于输出多波长激光的激光发生装置，包括：激光光源、后腔镜、激光激活介质、n个二向色镜和n+1个前腔镜，n≥1，其中：所述激光光源用于产生抽运激光，所述后腔镜、所述激光激活介质和n个所述二向色镜依次排布在所述抽运激光的光路上，n个所述二向色镜用于将经所述激光激活介质生成的激光分成波长不同的n+1路输出激光，n+1个所述前腔镜分别设置在n+1路所述输出激光的光路上，n+1个所述前腔镜与所述后腔镜构成n+1个谐振腔，n+1个谐振腔用于振荡波长不同的激光。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的激光发生装置，通过多个前腔镜与一个后腔镜构成的多个谐振腔对激光进行振荡，将谐振腔产生的激光作为诱导光，使处于高能级的粒子受激跃迁，从而产生满足需求的多波长的激光输出，输出的多波长激光不是竞争关系，而是相互促进，共生共涨，从而提高多波长激光的输出效率，并且还能有效降低激光激活介质发热。进一步地，在所述激光光源和所述后腔镜之间，还设置有光束整形系统，用于对所述抽运激光进行整形。采用上述进一步方案的有益效果是：通过光束整形系统对抽运激光进行整形，能够提高生产激光的品质。进一步地，还包括：m个精密转动平台，1≤m≤n，所述精密转动平台用于调整安装在其上的前腔镜与输出激光光路上波长选择元件之间的角度。采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置精密转动平台，调整安装在其上的前腔镜与输出激光光路之间的角度，能够实现对输出激光波长的调整，提高了本专利技术的实用性。进一步地，所述抽运激光在所述激光激活介质上与激光谐振腔基模体积匹配。采用上述进一步方案的有益效果是：能够获得近衍射极限的激光输出。进一步地，每个所述前腔镜到所述激光激活介质的距离均相等。采用上述进一步方案的有益效果是：能够使得到的激光波长都尽量获得近衍射极限的激光输出。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种激光器，使用如上述技术方案中任一项所述的激光发生装置生成多波长激光。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种用于输出多波长激光的激光发生方法，使用如上述技术方案中任一项所述的激光发生装置生成多波长激光，包括：通过激光光源产生抽运激光；通过振荡不同波长激光的n+1个谐振腔对所述抽运激光进行振荡，n≥1；通过二向色镜将生成的激光分成波长不同的n+1路输出激光。本专利技术提供的激光发生方法，通过振荡不同波长激光的多个谐振腔对所述抽运激光进行振荡，将谐振腔产生的激光作为诱导光，使处于高能级的粒子受激跃迁，从而产生满足需求的多波长的激光输出，输出的多波长激光不是竞争关系，而是相互促进，共生共涨，从而提高多波长激光的输出效率，并且还能有效降低激光激活介质发热。进一步地，通过振荡不同波长激光的n+1个谐振腔对所述抽运激光进行振荡之前，还包括：通过光束整形系统对所述抽运激光进行整形。采用上述进一步方案的有益效果是：通过光束整形系统对抽运激光进行整形，能够提高生产激光的品质。进一步地，还包括：通过m个精密转动平台，1≤m≤n，调整安装在其上的前腔镜与输出激光光路上波长选择元件之间的角度。采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置精密转动平台，调整安装在其上的前腔镜与输出激光光路之间的角度，能够实现对输出激光波长的调整，提高了本专利技术的实用性。进一步地，所述抽运激光在所述激光激活介质上与激光谐振腔基模体积匹配。采用上述进一步方案的有益效果是：能够获得近衍射极限的激光输出。进一步地，每个所述前腔镜到所述激光激活介质的距离均相等。采用上述进一步方案的有益效果是：能够使得到激光波长都尽量获得近衍射极限的激光输出。本专利技术解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种激光器，使用如上述技术方案中任一项所述的激光发生方法生成多波长激光。本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。附图说明图1为本专利技术激光发生装置的实施例提供的结构示意图；图2为本专利技术激光发生装置的实施例提供的能级结构示意图；图3为本专利技术激光发生装置的实施例提供的Dy:PGS晶体能级结构示意图；图4为本专利技术激光发生装置的其他实施例提供的结构示意图；图5为本专利技术激光发生方法的实施例提供的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术激光发生装置的实施例提供的结构示意图，该激光发生装置包括：激光光源1、后腔镜2、激光激活介质3、二向色镜4、第一前腔镜5和第二前腔镜6，其中：激光光源1用于产生抽运激光，后腔镜2、激光激活介质3和二向色镜4依次排布在抽运激光的光路上，二向色镜4用于将经激光激活介质3生成的激光分成波长不同的2路输出激光，第一前腔镜5和第二前腔镜6分别设置在2路输出激光的光路上，2个前腔镜与后腔镜2构成2个谐振腔，2个谐振腔用于振荡波长不同的激光。可选地，还可以包括：光栅7，设置在二向色镜4和第二前腔镜6之间。如图1所示，第一前腔镜5和后腔镜2构成了一个谐振腔，第二前腔镜6和后腔镜2构成了另一个谐振腔，通过二向色镜4分光后，2个谐振腔分别振荡不同波长的光，这样，其中一个谐振腔产生的激光就可以作为另一波长激光的诱导光，使激光激活介质3中的粒子发生受激跃迁，从而产生不同波长的激光输出。下面结合附图进一步说明本专利技术的原理。如图2所示，给出了一种示例性的能级结构示意图，处于基态的粒子被抽运激光λ0抽运到能级p，假设能级m的寿命大于能级n的寿命，若要生成波长为λ2的激光，那么能级m会累积较多的粒子，上下能级的粒子数反转状态消失，导致输出激光效率变低。此时，通过其中一个谐振腔产生的激光就作为诱导光，使处于能级m的粒子受激跃迁到基态，那么就能够持续输出波长为λ2和λ3的2路激光了。也就是说，诱导光用于使处于寿命较长能级的粒子受激跃迁，根据寿命较长能级与下一能级或基态能级的能级差确定诱导光的波长。需要说明的是，在通过激光激活介质3生成激光的过程中，对于下能级寿命长于上能级寿命的激光晶体而言，当粒子被抽运到激发态后，其自发跃迁到下能级的效率低下，而下能级的寿命又长于上能级，这就导致下能级迅速饱和，上下能级的粒子数反转状态消失，无法持续输出激光。而本申请通过诱导光使处于饱和能级的粒子受激跃迁到下能级，能够迅速清空饱和能级，从而获得持续的激光输出。优选地，激光激活介质3可以为中红外激光晶体Dy本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于输出多波长激光的激光发生装置，其特征在于，包括：激光光源、后腔镜、激光激活介质、n个二向色镜和n+1个前腔镜，n≥1，其中：所述激光光源用于产生抽运激光，所述后腔镜、所述激光激活介质和n个所述二向色镜依次排布在所述抽运激光的光路上，n个所述二向色镜用于将经所述激光激活介质生成的激光分成波长不同的n+1路输出激光，n+1个所述前腔镜分别设置在n+1路所述输出激光的光路上，n+1个所述前腔镜与所述后腔镜构成n+1个谐振腔，n+1个谐振腔用于振荡波长不同的激光。

【技术特征摘要】
1.一种用于输出多波长激光的激光发生装置，其特征在于，包括：激光光源、后腔镜、激光激活介质、n个二向色镜和n+1个前腔镜，n≥1，其中：所述激光光源用于产生抽运激光，所述后腔镜、所述激光激活介质和n个所述二向色镜依次排布在所述抽运激光的光路上，n个所述二向色镜用于将经所述激光激活介质生成的激光分成波长不同的n+1路输出激光，n+1个所述前腔镜分别设置在n+1路所述输出激光的光路上，n+1个所述前腔镜与所述后腔镜构成n+1个谐振腔，n+1个谐振腔用于振荡波长不同的激光。2.根据权利要求1所述的用于输出多波长激光的激光发生装置，其特征在于，在所述激光光源和所述后腔镜之间，还设置有光束整形系统，用于对所述抽运激光进行整形。3.根据权利要求1所述的用于输出多波长激光的激光发生装置，其特征在于，还包括：m个精密转动平台，1≤m≤n，所述精密转动平台用于调整安装在其上的前腔镜与输出激光光路上波长选择元件之间的角度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于输出多波长激光的激光发生装置，其特征在于，所述抽运激光在所述激光激活介质上与激光谐振腔基模体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓萌，张金涛，王彦丁，豆晓雷，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11