一种内腔单谐振光学参量振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种内腔单谐振光学参量振荡器，880nm激光二极管发出泵浦光，经传能光纤传输和耦合透镜组聚焦后泵浦激光增益介质Nd:YVO4晶体，产生1064nm激光在谐振腔反射镜和激光增益介质Nd:YVO4晶体端面的1064nm高反膜构成的激光谐振腔内振荡；谐振腔反射镜、平-平分束镜和信号光输出镜构成光学参量振荡器的信号光谐振腔，1064nm激光经过聚焦透镜聚焦在非线性光学晶体中，产生的信号光在信号光谐振腔内振荡，并经信号光输出镜输出，产生的闲频光经谐振腔反射镜输出。本发明专利技术通过更换不同信号光透过率的信号光输出镜，使SRO能够在较大泵浦功率范围内均保持高下转换效率，并提高总提取效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光
中的激光器，特别涉及一种在由低到高的较大泵浦功率范围内均能保持高转换效率的内腔单谐振光学参量振荡器。
技术介绍
单谐振光学参量振荡器(SRO)是拓展激光相干辐射波长范围，获得可调谐相干光源的重要非线性光学频率变换技术之一。内腔单谐振光学参量振荡器(ICSRO)将非线性介质置于泵浦激光谐振腔内，利用腔内的高功率密度，能够在较低的外界泵浦功率下实现SRO的高效率连续波运转。在外界泵浦功率等于SRO阈值的平方除以激光阈值，即Pin=(Pth-Sffi))2/pth-laser时，ICSRO的下转换效率的理论值达到100%，而后随着泵浦功率的继续增加，在逆转换过程的作用下，能量由信号光场和闲频光场耦合回泵浦光场，导致下转换效率逐渐下降。因此，为了实现ICSRO的高效运转，需要通过设计使SRO阈值为泵浦激光阈值和外界泵浦功率的几何平均值，即Pth—SRO = 4Pin.Pm—I—。对此，文献 “Continuous-wave, intracavity optical parametric oscillators:an analysis of power characteristics,Appl. Phys.B，66，701-710，1998”中给出了详尽的论述。近年来，外界泵浦源能够提供的泵浦功率越来越高，甚至需要将SRO谐振腔适当调偏以提高阈值，例如文献“Stable, continuous -wave, intracavity, optical parametricoscillator pumped by a semiconductor disk laser (VEC SEL)，Opt.Express,17,10648-10658，2009”中，在最高泵浦功率下对谐振腔重新准直，使阈值提高后以抑制逆转换后，非振荡闲频光的输出功率相比按照最低SRO阈值准直情况下提高一倍以上。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下的缺点和不足为使SRO在较大泵浦功率范围内都保持高下转换效率，通常需要经常对谐振腔进行重新准直，这在实际应用中是非常不利的；而通过调偏谐振腔单纯的引入准直损耗以提高阈值，显然也是很低效的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种内腔单谐振光学参量振荡器，本专利技术实现了在较大泵浦功率范围内都保持高下转换效率，避免了对SRO谐振腔的重新准直，详见下文描述—种内腔单谐振光学参量振荡器，所述内腔单谐振光学参量振荡器包括880nm激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、激光增益介质NchYVO4晶体、聚焦透镜、平-平分束镜、非线性光学晶体、谐振腔反射镜、2至4片对信号光透过率不同的信号光输出镜和可旋转圆盘，其中，所述激光增益介质Nd = YVO4晶体一端镀880nm增透膜和1064nm高反膜，另一端镀1064nm增透膜；所述聚焦透镜双面镀1064nm增透膜；所述平-平分束镜双面镀1064nm增透膜，一面镀I. 5 μ m高反膜；非线性光学晶体8为PPLN晶体，极化周期29 μ m,双面镀1064nm、I.5 μ m和3. 66 μ m增透膜;所述谐振腔反射镜为凹镜，镀1064nm、I. 5 μ m高反膜和3. 66 μ m增透膜；所述信号光输出镜为凹镜，镀I. 5μπι部分透过膜；所述信号光输出镜安装在所述可旋转圆盘上；所述880nm激光二极管泵浦源发出泵浦光，经所述传能光纤传输和所述耦合透镜组聚焦后对所述激光增益介质Nd: YVO4晶体进行泵浦；所述激光增益介质Nd: YVO4晶体产生粒子数反转，在所述谐振腔反射镜和所述激光增益介质NchYVO4晶体端面的1064nm高反膜构成的谐振腔的反馈作用下产生波长为1064nm激光；所述谐振腔反射镜、所述平-平分束镜和所述信号光输出镜构成光学参量振荡器的信号光谐振腔，所述1064nm激光经过所述聚焦透镜聚焦在所述非线性光学晶体中，产生的信号光在所述信号光谐振腔的正反馈作用下形成振荡；产生的闲频光经所述谐振腔反射镜输出，所述信号光经所述信号光输出镜输出。所述内腔单谐振光学参量振荡器还包括固定装置，通过所述固定装置配合所述可旋转圆盘，对所述信号光输出镜进行更换。 所述内腔单谐振光学参量振荡器还包括声光Q开关，所述声光Q开关双面镀有1064nm增透膜，通过所述声光Q开关使所述1064nm激光实现脉冲运转。本专利技术提供的技术方案的有益效果是本专利技术通过更换不同透过率的信号光输出镜替代通常的重新准直谐振腔，在只需较低闲频光输出功率的情况时，可使用对信号光高反的信号光输出镜，降低阈值，在低泵浦功率下即得到所需的输出；在需要较高输出功率时，可以简便地换用对信号光具有耦合输出透过率的信号光输出镜，一方面能够抑制逆转换、使得SRO保持较高的下转换效率，避免了高泵浦功率下为获得高闲频光输出功率而需要对谐振腔重新准直的问题；另一方面能够获得有用的I. 5μπι信号光输出，满足对信号光输出的需求，明显提高总提取效率，对高泵浦功率进行充分利用。附图说明图I为本专利技术提供的一种内腔单谐振光学参量振荡器的结构示意图；图2为本专利技术提供的信号光输出镜、可旋转圆盘及固定装置的示意图；图3为本专利技术提供的一种内腔单谐振光学参量振荡器的另一结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下I :880nm激光二极管泵浦源；2 :传能光纤；3 :耦合透镜组；4 :激光增益介质NchYVO4晶体；5 :聚焦透镜；6:声光Q开关；7 :平-平分束镜；8 :非线性光学晶体；9 :谐振腔反射镜；10 :信号光输出镜；11:可旋转圆盘；12:固定装置。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。为了实现较大泵浦功率范围内都保持高下转换效率，避免对SRO谐振腔的重新准直，本专利技术实施例提供了一种内腔单谐振光学参量振荡器，参见图I、图2和图3，本专利技术实施通过对SRO的信号光输出镜进行简便的更换，控制SRO的阈值。这样做的好处是使得无需对SRO谐振腔进行重新准直即能使其在由低到高的较大的泵浦功率范围内均保持高下转换效率，同时获得有用的振荡信号光输出，提高总提取效率，对高泵浦功率进行充分利用，详见下文描述—种内腔单谐振光学参量振荡器，包括880nm激光二极管泵浦源I、传能光纤2、耦合透镜组3、激光增益介质NchYVO4晶体4、聚焦透镜5、平-平分束镜7、非线性光学晶体8、谐振腔反射镜9、2至4片对信号光透过率不同的信号光输出镜10和可旋转圆盘11，其中，激光增益介质Nd = YVO4晶体4 一端镀880nm增透膜和1064nm高反膜，另一端镀1064nm增透膜；聚焦透镜5双面镀1064nm增透膜；平-平分束镜7双面镀1064nm增透膜，一面镀I. 5 μ m高反膜；非线性光学晶体8为周期极化铌酸锂(PPLN)晶体，极化周期29 μ m,双面镀1064nm、I. 5 μ m和3. 66 μ m增透膜；谐振腔反射镜9为凹镜，镀1064nm、I. 5 μ m高反 膜和3. 66 μ m增透膜；信号光输出镜10为凹镜,镀I. 5 μ m部分透过膜；信号光输出镜10安装在可旋转圆盘11上；880nm激光二极管泵浦源I发出泵浦光，经传能光纤2传输和耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内腔单谐振光学参量振荡器，其特征在于，所述内腔单谐振光学参量振荡器包括：880nm激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、激光增益介质Nd:YVO4晶体、聚焦透镜、平？平分束镜、非线性光学晶体、谐振腔反射镜、2至4片对信号光透过率不同的信号光输出镜和可旋转圆盘，其中，所述激光增益介质Nd:YVO4晶体一端镀880nm增透膜和1064nm高反膜，另一端镀1064nm增透膜；所述聚焦透镜双面镀1064nm增透膜；所述平？平分束镜双面镀1064nm增透膜，一面镀1.5μm高反膜；非线性光学晶体为PPLN晶体，极化周期29μm，双面镀1064nm、1.5μm和3.66μm增透膜；所述谐振腔反射镜为凹镜，镀1064nm、1.5μm高反膜和3.66μm增透膜；所述信号光输出镜为凹镜，镀1.5μm部分透过膜；所述信号光输出镜安装在所述可旋转圆盘上；所述880nm激光二极管泵浦源发出泵浦光，经所述传能光纤传输和所述耦合透镜组聚焦后对所述激光增益介质Nd:YVO4晶体进行泵浦；所述激光增益介质Nd:YVO4晶体产生粒子数反转，在所述谐振腔反射镜和所述激光增益介质Nd:YVO4晶体端面的1064nm高反膜构成的谐振腔的反馈作用下产生波长为1064nm激光；所述谐振腔反射镜、所述平？平分束镜和所述信号光输出镜构成光学参量振荡器的信号光谐振腔，所述1064nm激光经过所述聚焦透镜聚焦在所述非线性光学晶体中，产生的信号光在所述信号光谐振腔的正反馈作用下形成振荡；产生的闲频光经所述谐振腔反射镜输出，所述信号光经所述信号光输出镜输出。...

【技术特征摘要】
1.ー种内腔单谐振光学參量振荡器，其特征在于，所述内腔单谐振光学參量振荡器包括880nm激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、激光増益介质NchYVO4晶体、聚焦透镜、平-平分束镜、非线性光学晶体、谐振腔反射镜、2至4片对信号光透过率不同的信号光输出镜和可旋转圆盘，其中， 所述激光増益介质Nd = YVO4晶体一端镀880nm增透膜和1064nm高反膜，另一端镀1064nm增透膜；所述聚焦透镜双面镀1064nm增透膜；所述平-平分束镜双面镀1064nm增透膜，一面镀I. 5 μ m高反膜；非线性光学晶体为PPLN晶体，极化周期29 μ m,双面镀1064nm、I.5 μ m和3. 66 μ m增透膜;所述谐振腔反射镜为凹镜，镀1064nm、l. 5 μ m高反膜和3. 66 μ m增透膜；所述信号光输出镜为凹镜，镀I. 5μπι部分透过膜；所述信号光输出镜安装在所述可旋转圆盘上； 所述880nm激光二极管泵浦源发出泵浦光，经所述传能光纤传输和所述耦合透镜组聚焦后对所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁欣，盛泉，李斌，殷苏嘉，史春鹏，姚建铨，温午麒，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：