【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中红外非线性频率变换，具体地说涉及一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器。
技术介绍
1、光参量振荡器(opo)是产生近红外、中红外和远红外激光的一个重要技术手段，通过非线性频率变换技术，产生波长可调谐的激光可以弥补基于能级跃迁的直接激射激光器输出波长有限性，在国防安全、医疗诊断、大气污染监测、有机物分析、通讯和加工方面发挥着重要作用，有着巨大的发展前景和商业价值。
2、为了增加泵浦激光的利用率，提高参量光的转换效率，通常采用泵浦激光双通往返的结构，使泵浦激光在正向传播和逆向传播时均能产生增益，转换为需要的参量光。同时，采用环形腔结构的opo，既可以减少逆转换效应对转换效率的不利影响，又有利于提高参量光的光束质量，因此环形腔opo近年来得到了深入研究和广泛应用。结合双通泵浦和环形腔opo的综合优势，有利于实现了高效率(高功率或大能量)、高光束质量的红外参量光输出。然而，即便采用双通泵浦的opo，仍有一部分剩余的泵浦光未得到有效转换而被浪费掉了。与常规的固体激光主振荡放大器(mopa)不同，在opo中泵浦光的每个通次还需考虑相位匹配的问题。另外，通常的环形腔opo由非线性晶体和多块腔镜(三块、四块或更多)组成，非线性晶体与腔镜之间的空间距离增加了环形腔opo的腔长，从而引起opo起振阈值的显著增加、转换效率的降低、晶体损伤机率的增加，进而造成了opo性能的下降。同时，环形腔opo中的谐振光路灵敏度高，任何一块腔镜的失调都会引起opo输出功率和转换效率的下降，甚至于无法出光，使得环形腔opo的稳定性和可靠
技术实现思路
1、针对现有技术的种种不足，现提出一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，以解决现有技术中存在的泵浦光未得到充分有效转换、输出功率以及转换效率低的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，包括：
4、泵浦激光器，其产生泵浦光；
5、非线性晶体，其内部形成环形谐振腔，其侧面分别为泵浦光入射面、泵浦光和参量光反射面、剩余泵浦光输出面以及参量光输出面，泵浦光导入非线性晶体首先进行逆向传输增益，在逆向传输增益过程中，泵浦光先后两次通过非线性晶体，剩余泵浦光经剩余泵浦光输出面输出；
6、剩余泵浦光传输单元，其对应剩余泵浦光输出面设置，输出的剩余泵浦光经剩余泵浦光传输单元反射后导入非线性晶体进行正向传输增益，在正向传输增益过程中，剩余泵浦光先后两次通过非线性晶体；
7、以及参量光偏振合成单元，其对应参量光输出面设置，增益转换后的逆向和正向参量光经参量光输出面输出至参量光偏振合成单元进行合成，提高输出参量光的功率。
8、本技术方案进一步设置为，还包括隔离单元，所述隔离单元位于所述泵浦激光器与所述非线性晶体之间。
9、本技术方案进一步设置为，所述剩余泵浦光传输单元包括成像透镜以及泵浦光反射镜，所述成像透镜与所述泵浦光反射镜共光轴设置，所述成像透镜对应剩余泵浦光输出面设置。
10、本技术方案进一步设置为，所述参量光偏振合成单元包括正向参量光传输元件、逆向参量光传输元件以及参量光偏振片，所述正向参量光传输元件位于参量光正向传输路径上，逆向参量光传输元件位于参量光逆向传输路径上，所述参量光正向传输路径上设置参量光半波片，以旋转正向参量光的偏振态，所述参量光偏振片位于参量光正向传输路径与逆向传输路径的相交处。
11、本技术方案进一步设置为，还包括功率计，经参量光偏振片偏振合成的参量光传输至所述功率计。
12、本技术方案进一步设置为，所述非线性晶体的横截面呈六边形，其包括2个水平面以及4个倾斜面，所述4个倾斜面组成环形谐振腔，且4个倾斜面依次分别为泵浦光入射面、泵浦光和参量光反射面、剩余泵浦光输出面以及参量光输出面。
13、本技术方案进一步设置为，所述泵浦光入射面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述剩余泵浦光输出面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述参量光输出面镀有泵浦光高反膜和参量光部分反射膜，所述泵浦光和参量光反射面镀有泵浦光高反膜和参量光高反膜。
14、本技术方案进一步设置为，4个倾斜面对称设置，且4个倾斜面之间形成矩形谐振回路或交叉形谐振回路。
15、本技术方案进一步设置为，所述非线性晶体的横截面呈梯形，其2个侧面以及顶面组成环形谐振腔，且2个侧面以及顶面分别为泵浦光入射面、参量光输出面以及泵浦光和参量光反射面，且泵浦光入射面与剩余泵浦光输出面重合。
16、本技术方案进一步设置为，所述泵浦光入射面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述参量光输出面镀有泵浦光高反膜和参量光部分反射膜，所述泵浦光和参量光反射面镀有泵浦光高反膜和参量光高反膜。
17、本专利技术的有益效果是：
18、通过设置剩余泵浦光传输单元，同时，非线性晶体内部形成环形谐振腔，泵浦光四次往返通过同一块非线性晶体形成环形腔opo的逆向和正向的双向运转，最后通过偏振合束的方式形成共光路输出，提高了泵浦光通次，缩短了环形腔opo的腔长，降低了出光阈值，有利于提升转换效率和输出功率/能量，此外，由于opo谐振腔与非线性晶体为一体式结构，提高了环形腔opo的稳定性和可靠性，具有体积小、重量轻等实用性优点。
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1.一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，还包括隔离单元，所述隔离单元位于所述泵浦激光器与所述非线性晶体之间。
3.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述剩余泵浦光传输单元包括成像透镜以及泵浦光反射镜，所述成像透镜与所述泵浦光反射镜共光轴设置，所述成像透镜对应剩余泵浦光输出面设置。
4.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述参量光偏振合成单元包括正向参量光传输元件、逆向参量光传输元件以及参量光偏振片，所述正向参量光传输元件位于参量光正向传输路径上，逆向参量光传输元件位于参量光逆向传输路径上，所述参量光正向传输路径上设置参量光半波片，以旋转正向参量光的偏振态，所述参量光偏振片位于参量光正向传输路径与逆向传输路径的相交处。
5.根据权利要求4所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，还包括功率计，经参量光偏振片偏振合成的参量光传输至所述功率
6.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述非线性晶体的横截面呈六边形，其包括2个水平面以及4个倾斜面，所述4个倾斜面组成环形谐振腔，且4个倾斜面依次分别为泵浦光入射面、泵浦光和参量光反射面、剩余泵浦光输出面以及参量光输出面。
7.根据权利要求6所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述泵浦光入射面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述剩余泵浦光输出面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述参量光输出面镀有泵浦光高反膜和参量光部分反射膜，所述泵浦光和参量光反射面镀有泵浦光高反膜和参量光高反膜。
8.根据权利要求7所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，4个倾斜面对称设置，且4个倾斜面之间形成矩形谐振回路或交叉形谐振回路。
9.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述非线性晶体的横截面呈梯形，其2个侧面以及顶面组成环形谐振腔，且2个侧面以及顶面分别为泵浦光入射面、参量光输出面以及泵浦光和参量光反射面，且泵浦光入射面与剩余泵浦光输出面重合。
10.根据权利要求9所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述泵浦光入射面镀有泵浦光增透膜和参量光高反膜，所述参量光输出面镀有泵浦光高反膜和参量光部分反射膜，所述泵浦光和参量光反射面镀有泵浦光高反膜和参量光高反膜。
...【技术特征摘要】
1.一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，还包括隔离单元，所述隔离单元位于所述泵浦激光器与所述非线性晶体之间。
3.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述剩余泵浦光传输单元包括成像透镜以及泵浦光反射镜，所述成像透镜与所述泵浦光反射镜共光轴设置，所述成像透镜对应剩余泵浦光输出面设置。
4.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述参量光偏振合成单元包括正向参量光传输元件、逆向参量光传输元件以及参量光偏振片，所述正向参量光传输元件位于参量光正向传输路径上，逆向参量光传输元件位于参量光逆向传输路径上，所述参量光正向传输路径上设置参量光半波片，以旋转正向参量光的偏振态，所述参量光偏振片位于参量光正向传输路径与逆向传输路径的相交处。
5.根据权利要求4所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，还包括功率计，经参量光偏振片偏振合成的参量光传输至所述功率计。
6.根据权利要求1所述的一种四通泵浦双向运转的环形腔光参量振荡器，其特征在于，所述非线性晶体的横截面呈六边形，其包括2...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏星斌，徐浏，王卫民，庞毓，任怀瑾，谭亮，张飞飞，刘政邑，于炜，于益，蒋剑锋，高清松，马毅，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：
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