同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法，该系统包括：用于泵浦光源、沿泵浦激光光束光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。本系统采用电光开关控制，进行时分复用多路泵浦光参量振荡，不仅能够对泵浦光输出灵活调节，而且也能够对各路激光输出功率进行高精度控制，实现对泵浦激光的高速切换，整个系统结构简单、操作方便、成本低。

The system and control method of multi spectral optical parametric oscillation light source with homologous pump

【技术实现步骤摘要】
同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法
本申请涉及激光
，特别涉及一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法。
技术介绍
在激光
中，光参量振荡是利用非线性晶体来实现频率转换，具有不受泵浦波长限制，可宽范围、高精度、多方式调谐的特点。在光参量振荡器中，将非线性晶体放在谐振腔内，泵浦光沿腔轴输入，当泵浦光超过阈值时，从腔内噪声中产生两个低频的信号光和闲频光；通过腔镜镀膜设计一定频率的光在腔内振荡，在泵浦光的作用下，其能量不断放大。光参量振荡器是一种可以产生很宽可调谐范围的光源，当泵浦光的频率一定时，在参量振荡器内只有一对特性的信号光和闲频光才能满足条件，但是可以在改变腔内非线性晶体的状态，从而改变匹配条件，可以获得其他波段激光产生，这就是调谐的基本原理。一般的可以通过选择不同的晶体切割角度，在腔内还可以通过调节晶体角度进行输出激光光谱的调谐。光参量振荡器的增益来自于非线性晶体占用参与相互作用的磁场，非线性晶体在这个过程中不参与能量的净交换。目前，现有的多谱段光源系统一般采用多个模块分别输出，其体积大系统复杂。还有一种是采用同源泵浦的方式，采用分光镜的方式，其需要的泵浦总功率大，每一路输出激光固定无法调节，系统庞大、成本高；或者采用波片和偏振片的方式，需要每一路手动调节，调节速度慢，使用复杂，无法满足高速泵浦切换的需求，因而难以满足实际应用的需求。因此，现有技术有待于进一步改进和发展。
技术实现思路
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。本公开实施例提供了一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，其中，包括：用于输出泵浦激光光束的泵浦光源、沿所述泵浦激光光束的光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。所述的系统，其中，还包括：用于反射所述泵浦激光光束的反射镜，用于将反射镜反射的激光光束进行分束的分光镜，所述反射镜、分光镜依次设置于所述泵浦光源与所述开关之间。所述的系统，其中，还包括；用于将光信号转换为电信号输入所述同步机的光电管，所述光电管与所述同步机信号连接。所述的系统，其中，所述开关包括，第一开关和第二开关；所述偏振片包括，第一偏振片、第二偏振片和第三偏振片；所述半波片包括第一半波片和第二半波片；经过所述分光镜的泵浦激光光束分为第一透射光束和第一反射光束；所述第一反射光束进入所述第一开关；第一开关，所述第一开关不工作时，所述第一反射光束经过所述第一开关透射后，得到第二透射光束，所述第一开关工作时，改变所述第一反射光束的偏振态，得到第四透射光束；第一偏振片，所述第二透射光束经过所述第一偏振片透射后，得到第三透射光束，所述第四透射光束经过所述第一偏振片反射后，得到第二反射光束；第一半波片，改变所述第三透射光束的偏振态，得到第一路泵浦光束；第一光参量振荡器，由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成，通过第一路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；第二开关，所述第二开关不工作时，所述第二反射光束经过所述第二开关透射后，得到第五透射光束，所述第二开关工作时，改变所述第二反射光束的偏振态，得到第六透射光束；第二偏振片，所述第五透射光束经过所述第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束，所述第六投射光束经过所述第二偏振片透射后，得到第七透射光束；第二光参量振荡器，由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成，通过第二路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；第二半波片，改变所述第七透射光束的偏振态，得到第八透射光束；第三偏振片，所述第八透射光束经过所述第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。第三光参量振荡器，由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成，通过第三路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；所述的系统，其中，非线性晶体为BaGa4Se7晶体。所述的系统，其中，还包括：用于控制所述泵浦光源的输出、控制所述同步机输出的控制器，所述控制器与所述泵浦光源和同步机电连接。一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：泵浦光源输出连续激光光束；所述激光光束在开关不工作时，依次经过所述开关透射、第一偏振片透射和半波片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；所述激光光束在所述开关工作时，依次经过所述开关改变偏振方向、第一偏振片反射和第二偏振片透射后，得到第二路泵浦光束；第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；其中，通过同步机控制所述开关的通断。一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：泵浦光源输出脉冲激光光束；所述脉冲激光光束依次经过反射镜反射、分光镜分光后得到第一透射光束和第一反射光束；通过光电管将所述第一透射光束转换为电信号，传入同步机内建立时钟；所述同步机控制第一开关不工作时，所述第一反射光束依次经过第一开关透射、第一偏振片透射和第一偏振片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；所述同步机控制第一开关工作、第二开关不工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关透射和第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束；第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；所述同步机控制第一开关工作、第二开关工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关改变偏振方向、第二偏振片透射、第二半波片改变偏振方向和第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。第三路泵浦光束注入由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成的第三光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出。一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：泵浦光源输出激光光束；控制开关不工作并且处于半波片状态，所述激光光束通过所述开关，得到第一偏振光束和第一透射光束，通过调整所述开关的输入电压来调整所述第一偏振光束和所述第一透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，其特征在于，包括：/n用于输出泵浦激光光束的泵浦光源、沿所述泵浦激光光束的光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。/n

【技术特征摘要】
1.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，其特征在于，包括：
用于输出泵浦激光光束的泵浦光源、沿所述泵浦激光光束的光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
用于反射所述泵浦激光光束的反射镜，用于将反射镜反射的激光光束进行分束的分光镜，所述反射镜、分光镜依次设置于所述泵浦光源与所述开关之间。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括；
用于将光信号转换为电信号输入所述同步机的光电管，所述光电管与所述同步机信号连接。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关包括，第一开关和第二开关；所述偏振片包括，第一偏振片、第二偏振片和第三偏振片；所述半波片包括第一半波片和第二半波片；
经过所述分光镜的泵浦激光光束分为第一透射光束和第一反射光束；所述第一反射光束进入所述第一开关；
第一开关，所述第一开关不工作时，所述第一反射光束经过所述第一开关透射后，得到第二透射光束，所述第一开关工作时，改变所述第一反射光束的偏振态，得到第四透射光束；
第一偏振片，所述第二透射光束经过所述第一偏振片透射后，得到第三透射光束，所述第四透射光束经过所述第一偏振片反射后，得到第二反射光束；
第一半波片，改变所述第三透射光束的偏振态，得到第一路泵浦光束；
第一光参量振荡器，由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成，通过第一路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；
第二开关，所述第二开关不工作时，所述第二反射光束经过所述第二开关透射后，得到第五透射光束，所述第二开关工作时，改变所述第二反射光束的偏振态，得到第六透射光束；
第二偏振片，所述第五透射光束经过所述第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束，所述第六投射光束经过所述第二偏振片透射后，得到第七透射光束；
第二光参量振荡器，由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成，通过第二路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；
第二半波片，改变所述第七透射光束的偏振态，得到第八透射光束；
第三偏振片，所述第八透射光束经过所述第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。
第三光参量振荡器，由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成，通过第三路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，非线性晶体为BaGa4Se7晶体。


6.根据权利要求1至5中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：康民强，邓颖，朱启华，黄醒，陈远斌，李剑彬，肖凯博，严雄伟，瞿崇兵，向祥军，周松，张帆，蒋新颖，郑奎兴，陈波，景峰，郑建刚，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51