一种基于磁光效应的谐振腔结构及激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于磁光效应的谐振腔结构以及具有该谐振腔的激光器，基于磁光效应的谐振腔结构包括二呈间距设置的激光高反镜以及设置在二激光高反镜之间的偏振器件、磁场发生器和磁光材料体，所述磁场发生器对应磁光材料体，且所述磁场发生器产生的磁场在当前所处位置的振荡光束的传播方向上具有一定的分量，所述磁光材料体在磁场的作用下改变振荡光束的偏振方向，经磁光材料体改变偏振方向的振荡光束经偏振器件分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束和脱离谐振腔进行输出的输出光束。输出光束的强弱与磁场强度相关，通过改变磁场强度，就可以改变输出光束的透过率，且无需更换部件。

A resonator structure and laser based on magneto-optical effect

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁光效应的谐振腔结构及激光器
本专利技术涉及激光器领域，具体涉及一种基于磁光效应的谐振腔结构和具有该谐振腔的激光器。
技术介绍
激光器一般由泵浦源、激光工作介质和谐振腔三部分构成。其中谐振腔有输入镜和输出镜构成，输入镜镀有激光高反膜，即为激光高反镜；而激光输出镜则镀有部分反射膜(也就是具有部分透过率)。输出镜的部分反射是为了使谐振腔内激光不断的振荡放大，而透射是为了实现激光输出。现有的激光输出镜，大部分是通过镀膜来实现部分反射的。其主要的缺点是：现有输出镜的透过率都是确定的，不能随机改变。如果想要改变激光的输出率，就必须更换输出镜，这样操作起来非常麻烦，而且需要激光专业技术人员。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种能够改变激光输出率的谐振腔结构以及具有该谐振腔的激光器。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种基于磁光效应的谐振腔结构，包括二呈间距设置的激光高反镜，入射的光束经二激光高反镜的反射在谐振腔内振荡放大形成振荡光束；还包括设置在二激光高反镜之间的偏振器件、磁场发生器和磁光材料体，所述磁场发生器对应磁光材料体，且所述磁场发生器产生的磁场在当前所处位置的振荡光束的传播方向上具有一定的分量，所述磁光材料体在磁场的作用下改变振荡光束的偏振方向，经磁光材料体改变偏振方向的振荡光束再经偏振器件分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束和脱离谐振腔进行输出的输出光束。进一步优选的，所述偏振器件为格兰泰勒棱镜或偏光分光镜。进一步优选的，所述谐振腔为直线谐振腔，二激光高反镜相对设置，垂直透过偏振器件的光束为所述振荡光束，经偏振器件折射出的光束为所述输出光束。进一步优选的，所述谐振腔为“L”形谐振腔，二激光高反镜分别设置在“L”形谐振腔的二端部，所述偏振器件设置在“L”形谐振腔的折角位置，经偏振器件折射出的光束为所述振荡光束，垂直透过偏振器件的光束为所述输出光束。进一步优选的，所述磁光材料体为具有法拉第效应的磁光玻璃、磁光晶体或磁光陶瓷。进一步优选的，所述磁光材料体的通光表面镀有增透膜。进一步优选的，所述磁场发生器为电磁体或者永磁体。一种激光器，至少包括上述所述的基于磁光效应的谐振腔结构。通过本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：通过磁场发生器和磁光材料体共同作用产生的磁光效应改变谐振腔内的光束的偏振方向，再经偏振器件分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束和脱离谐振腔进行输出的输出光束。其中，输出光束的透过率由磁场强度成决定(透过率T＝sin2(2VBl))，通过改变磁场强度B，就可以改变输出光束的透过率T。无需更换部件。此技术可以应用在固体激光器、气体激光器或染料激光器等中，对改变激光器的功率、提高激光器的稳定性，甚至激光调制都有应用价值。附图说明图1所示为实施例一中基于磁光效应的谐振腔结构的结构示意图；图2所示为实施例二中基于磁光效应的谐振腔结构的结构示意图；图3所示为实施例三中基于磁光效应的谐振腔结构的结构示意图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。实施例一参照图1所示，本实施例提供的一种基于磁光效应的谐振腔结构，包括：二呈间距设置的激光高反镜1以及设置在二激光高反镜1之间的偏振器件、磁场发生器(未示出)和磁光材料体2。具体的，谐振腔为直线谐振腔，二激光高反镜1相对设置，入射的光束经二激光高反镜1的反射在谐振腔内振荡放大形成振荡光束(即为e光)。所述偏振器件为格兰泰勒棱镜4，振荡光束(即e光)可以穿过格兰泰勒棱镜4和磁光材料体2进行传播。所述磁场发生器对应磁光材料体2，且所述磁场发生器产生的磁场3在振荡光束(即e光)的传播方向上具有一定的分量，所述磁光材料体2在磁场3的作用下改变谐振腔内的振荡光束的偏振方向，即振荡光束的偏振方向发生变化。而且光往返两次通过磁光材料体2(即第一次为背离格兰泰勒棱镜4的方向，第二次为朝格兰泰勒棱镜4的方向)，改变角度为2θ。其中θ＝VBl，V为Verdet常数，B为磁场在振荡光束的传播方向上的强度，l为磁光材料体2的长度。θ角与磁场强度B成正比，通过改变磁场强度B，就可以改变偏转角θ。偏振方向发生偏转的振荡光束通过格兰泰勒棱镜4时，经格兰泰勒棱镜4分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束(即e光)和脱离谐振腔进行输出的输出光束(本实施例中为o光)。即e光继续直线传播实现来回振荡，而o光发生折射，形成激光输出。o光的透过率T＝sin2(2θ)＝sin2(2VBl)，o光的透过率可由磁场决定。如此，通过改变磁场强度B，就可以改变o光的透过率T，无需更换部件。进一步优选的，本实施例中，所述磁光材料体2为具有法拉第效应的磁光晶体，磁光晶体具有高Verdet常数、大尺寸、小吸收系数、高热导率、高激光损伤阈值等优点，效果更好。当然的，在其他实施例中也可以采用其他具有法拉第效应的磁光玻璃或磁光陶瓷等。再进一步优选的，所述所述磁光材料体2的通光表面镀有增透膜(未示出)，以增加光束的透过率，透过率可大于99％。进一步优选的，本实施例中，所述磁场发生器产生的磁场3为均匀磁场，磁场强度可以连续变化(如在0～10000Gs范围内连续变化)，且磁场方向平行于在当前所处位置的振荡光束(即为e光)的传播方向，该当前所处位置的振荡光束(即为e光)的传播方向即振荡光束在磁光材料体2内的传播方向，也即图1中的左右延伸方向。如此，光路更均匀，能够实现连续调节输出光束(o光)的输出率，且磁场3起到的效果最好。当然的，在其他实施例中，磁场3也可以无需均匀磁场，或者磁场强度的可调性也可以是阶梯式的，又或者磁场方向与振荡光束(即为e光)的传播方向倾斜一定角度，只要磁场3在振荡光束的传播方向上具有一定的分量即可。进一步优选的，本实施例中，所述磁场发生器为电磁体，电磁体可通过电流控制磁场3的通断以及大小，可控性强。当然的，在其他实施例中，也可以采用永磁体替代，采用永磁体时，可通过控制永磁体的数量或远近的方式来控制磁场的强弱。本实施例还提供一种激光器，具体为偏振输出激光器，至少包括上述的基于磁光效应的谐振腔结构。实施例二参照图2所示，本实施例提供的一种基于磁光效应的谐振腔结构，包括：二呈间距设置的激光高反镜1以及设置在二激光高反镜1之间的偏振器件、磁场发生器(未示出)和磁光材料体2。具体的，谐振腔为“L”形谐振腔，二激光高反镜1分别设置在“L”形谐振腔的二端部，所述偏振器件为偏光分光镜5，所述偏光分光镜5设置在“L”形谐振腔的折角位置。入射的光束经偏光分光镜5的折射，从而在二激光高反镜1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁光效应的谐振腔结构，包括二呈间距设置的激光高反镜，入射的光束经二激光高反镜的反射在谐振腔内振荡放大形成振荡光束；其特征在于：还包括设置在二激光高反镜之间的偏振器件、磁场发生器和磁光材料体，所述磁场发生器对应磁光材料体，且所述磁场发生器产生的磁场在当前所处位置的振荡光束的传播方向上具有一定的分量，所述磁光材料体在磁场的作用下改变振荡光束的偏振方向，经磁光材料体改变偏振方向的振荡光束经偏振器件分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束和脱离谐振腔进行输出的输出光束。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁光效应的谐振腔结构，包括二呈间距设置的激光高反镜，入射的光束经二激光高反镜的反射在谐振腔内振荡放大形成振荡光束；其特征在于：还包括设置在二激光高反镜之间的偏振器件、磁场发生器和磁光材料体，所述磁场发生器对应磁光材料体，且所述磁场发生器产生的磁场在当前所处位置的振荡光束的传播方向上具有一定的分量，所述磁光材料体在磁场的作用下改变振荡光束的偏振方向，经磁光材料体改变偏振方向的振荡光束经偏振器件分离出继续在谐振腔内振荡放大的振荡光束和脱离谐振腔进行输出的输出光束。


2.根据权利要求1所述的基于磁光效应的谐振腔结构，其特征在于：所述偏振器件为格兰泰勒棱镜或偏光分光镜。


3.根据权利要求1所述的基于磁光效应的谐振腔结构，其特征在于：所述谐振腔为直线谐振腔，二激光高反镜相对设置，垂直透过偏振器件的光束为所述振荡光束，经偏振器件折射出的光束为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林洪沂，阮剑剑，孙栋，刘虹，刘加梁，黄晓桦，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35