单频涡旋激光器制造技术

本发明专利技术涉及激光器技术领域，具体而言，涉及一种单频涡旋激光器。单频涡旋激光器包括泵浦源、轴锥镜和单块非平面环形腔；泵浦源用于输出高斯光束，轴锥镜和单块非平面环形腔沿光束传播方向依次设置，轴锥镜能够将高斯光束转换为环形光束，单块非平面环形腔能够在环形光束泵浦下，生成单频涡旋激光。本发明专利技术提供的单频涡旋激光器，能够生成单频涡旋激光，满足部分特殊场景的需求；此外，本发明专利技术提供的单频涡旋激光器对激光的转化效率较高、输出功率较高，还具有结构紧凑、集成度高的优点，且生成的单频涡旋激光噪声低、线宽窄、稳定性好。稳定性好。稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
单频涡旋激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体而言，涉及一种单频涡旋激光器。

技术介绍

[0002]涡旋光束是指光的波前是螺旋型的光束，其场分布带有螺旋相位项exp(ilφ)，其中l为任意整数。涡旋光束的光子均携带有轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)，且轨道角动量大小与参量l有关。涡旋光束由于其独特的特性，涡旋光束在大容量光通信、激光加工、旋转多普勒探测、光镊等领域具有广泛应用。
[0003]现有的设备生成的涡旋光束，一般是含有多个纵模的非单频涡旋光束，在某些场景下应用受限，且存在转化效率低、稳定性低、噪声大等问题。
[0004]综上，如何克服现有的涡旋光束生成方法的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种单频涡旋激光器，以缓解现有技术中的涡旋光束生成方法存在的无法生成单频涡旋光束的技术问题。
[0006]本专利技术提供的单频涡旋激光器，包括泵浦源、轴锥镜和单块非平面环形腔。
[0007]所述泵浦源用于输出高斯光束，所述轴锥镜和所述单块非平面环形腔沿光束传播方向依次设置，所述轴锥镜能够将所述高斯光束转换为环形光束，所述单块非平面环形腔能够在所述环形光束泵浦下，生成单频涡旋激光。
[0008]优选地，作为一种可实施方式，所述轴锥镜的锥角大于175
°
。
[0009]优选地，作为一种可实施方式，所述轴锥镜镀有第一增透膜，所述第一增透膜用于增透所述高斯光束。
[0010]优选地，作为一种可实施方式，所述泵浦源与所述轴锥镜之间设有第一准直器。
[0011]优选地，作为一种可实施方式，所述第一准直器镀有第二增透膜，所述第二增透膜用于增透所述高斯光束；
[0012]和/或，所述第一准直器为非球面透镜。
[0013]优选地，作为一种可实施方式，所述反射镜能够将所述环形光束，反射聚焦至靠近所述单块非平面环形腔的入射端面的中心的位置。
[0014]优选地，作为一种可实施方式，所述单频涡旋激光器还包括第二准直器，所述第二准直器位于所述单块非平面环形腔的激光出射方向。
[0015]优选地，作为一种可实施方式，所述第一准直器镀有第三增透膜，所述第三增透膜用于增透所述单频涡旋激光；
[0016]和/或，所述第二准直器为平凸透镜。
[0017]优选地，作为一种可实施方式，所述泵浦源包括光纤激光器，所述光纤激光器用于输出所述高斯光束。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019]泵浦源输出的高斯光束，能够穿过轴锥镜，被转换为环形光束；由轴锥镜输出的环形光束，能够传播至单块非平面环形腔的入射端面，在环形泵浦光作用下，单块非平面环形腔内的环形光束由于泵浦光中心为暗斑，无法获得足够反转粒子数振荡出光，从而输出单频涡旋激光，如此，便实现了单频涡旋激光的生成和输出，能够满足部分特殊场景的需求，例如，可应用于复合相干探测、激光通信等领域。
[0020]需要说明的是，单块非平面环形腔是利用高精密加工及光学镀膜技术将增益介质与光学谐振腔集成在一起，通过外加磁场，利用晶体的磁致旋光效应实现激光单向运转的结构，其具有结构紧凑、噪声低、线宽窄、稳定性好、单频输出的特点，因此，本专利技术提供的单频涡旋激光器具有结构紧凑、集成度高的优点，且本专利技术提供的单频涡旋激光器生成的单频涡旋激光，具有噪声低、线宽窄、稳定性好的优点，而且在轴锥镜的介入下，利用单块非平面环形腔生成单频涡旋激光，损耗较少，能够提高激光的转化效率，进而，可提高单频涡旋激光的输出功率。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的单频涡旋激光器的原理图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的单频涡旋激光器中的轴锥镜的原理图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的单频涡旋激光器输出的单频涡旋光束的光斑图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的单频涡旋激光器输出的单频涡旋光束的功率示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]100
‑
泵浦源；200
‑
轴锥镜；300
‑
单块非平面环形腔；400
‑
第一准直器；500
‑
反射镜；600
‑
第二准直器。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。
[0030]参见图1
‑
图4，本实施例提供了一种单频涡旋激光器，其利用单块非平面环形腔300配合轴锥镜200，将泵浦源100输出的高斯光束，转换为单频涡旋激光，此种单频涡旋激光的生成方法，转换效率较高、输出功率较高，还具有稳定性高、噪声低、线宽窄的优点。
[0031]本实施例提供的单频涡旋激光器，包括泵浦源100、轴锥镜200和单块非平面环形腔300，泵浦源100用于输出高斯光束，轴锥镜200和单块非平面环形腔300沿光束传播方向依次设置，轴锥镜200能够将高斯光束转换为环形光束，单块非平面环形腔300能够在环形光束泵浦下，生成单频涡旋激光。
[0032]泵浦源100输出的高斯光束，能够穿过轴锥镜200，被转换为环形光束；由轴锥镜200输出的环形光束，能够传播至单块非平面环形腔300的入射端面，在环形泵浦光作用下，单块非平面环形腔300内的环形光束由于泵浦光中心为暗斑，无法获得足够反转粒子数振荡出光，从而输出单频涡旋激光，如此，便实现了单频涡旋激光的生成和输出，能够满足部分特殊场景的需求，例如，可应用于复合相干探测、激光通信等领域。参见图4，其中示意了本实施例提供的单频涡旋激光器输出的单频涡旋激光在30分钟内输出的功率的变化曲线，由图4中的功率变化曲线可以看出，本实施例提供的单频涡旋激光器输出的单频涡旋激光的功率稳定性良好。
[0033]需要说明的是，单块非平面环形腔300是利用高精密加工及光学镀膜技术将增益介质与光学谐振腔集成在一起，通过外加磁场，利用晶体的磁致旋光效应实现激光单向运转的结构，其具有结构紧凑、噪声低、线宽窄、稳定性好、单频输出的特点，因此，本实施例提供的单频涡旋激光器具有结构紧凑、集成度高的优点，且本实施例提供的单频涡旋激光器生成的单频涡旋激光，具有噪声低、线宽窄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单频涡旋激光器，其特征在于，包括泵浦源(100)、轴锥镜(200)和单块非平面环形腔(300)；所述泵浦源(100)用于输出高斯光束，所述轴锥镜(200)和所述单块非平面环形腔(300)沿光束传播方向依次设置，所述轴锥镜(200)能够将所述高斯光束转换为环形光束，所述单块非平面环形腔(300)能够在所述环形光束泵浦下，生成单频涡旋激光。2.根据权利要求1所述的单频涡旋激光器，其特征在于，所述轴锥镜(200)的锥角大于175
°
。3.根据权利要求1所述的单频涡旋激光器，其特征在于，所述轴锥镜(200)镀有第一增透膜，所述第一增透膜用于增透所述高斯光束。4.根据权利要求1所述的单频涡旋激光器，其特征在于，所述泵浦源(100)与所述轴锥镜(200)之间设有第一准直器(400)。5.根据权利要求4所述的单频涡旋激光器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高春清，王凯鑫，张旭，付时尧，王庆，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：