CN101272033B - 一种环形谐振腔激光器 - Google Patents
一种环形谐振腔激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101272033B CN101272033B CN2008100710236A CN200810071023A CN101272033B CN 101272033 B CN101272033 B CN 101272033B CN 2008100710236 A CN2008100710236 A CN 2008100710236A CN 200810071023 A CN200810071023 A CN 200810071023A CN 101272033 B CN101272033 B CN 101272033B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light path
- wave plate
- gain medium
- laser
- effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种环形谐振腔激光器，其包括后腔镜与有磁致旋光效应激光增益介质构成环形光路，有磁致旋光效应激光增益介质设在磁场H中，其设有一个入射和出射的端面与三个反射面，入射和出射的端面居中设有光路阻断材料，其遥对后腔镜的反射面镀有高反射膜，偏振起偏器和波片设在环形光路内，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片，利用磁致旋光效应、波片、偏振起偏器共同作用对环形光路中一个方向传播的光进行偏振损耗，实现单向环形谐振。
Description
技术领域
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种环形谐振腔激光器。
背景技术
环形谐振腔激光器是一种可获得高度激光稳定性和单纵模输出的行波腔激光器。传统的环形谐振腔需要通过三个或三个以上反射面构成环形谐振腔，其光路调整比较复杂。如何减少可调反射面是激光设计者的一个努力方向。美国专利号为US5052815专利提出一种两腔镜式环形谐振腔，如图1所示，环形谐振腔包括前后腔镜11、12，Nd:YAG晶体棱镜2′，布儒期特片41，非线性光学倍频晶体6，泵浦光从前腔镜11入射，发出谐振光，经过Nd:YAG晶体棱镜2折射和后腔镜12反射后，再经过Nd:YAG晶体棱镜2折射后，回到前腔镜11出发点，形成环形光路。另外Nd:YAG晶体棱镜2设置在磁场中，光线通过32后偏振方向发生旋转，Nd:YAG晶体棱镜2激光入射面25的入射角和出射面26的出射角均为布儒期特角，布儒期特片41作为起偏器使用，整个光路能够对环形光路其中一个方向的光进行偏振损耗，实现单向环形谐振输出。该光学结构仅两个反射腔镜，大大简化激光调节系统，但是，该结构对Nd:YAG晶体棱镜2的激光入射面25和出射面26的精度要求比较高，因此对安装精度也要求很高，无法大规模生产，并且其制造成本比较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造工艺简单、成本低的环形谐振腔激光器。
为实现以上目的，本发明环形谐振腔激光器包括后腔镜与有磁致旋光效应激光增益介质构成环形光路，有磁致旋光效应激光增益介质设在磁场H中，其设有一个入射和出射的端面与三个反射面，入射和出射的端面居中设有光路阻断材料，其遥对后腔镜的反射面镀有高反射膜，偏振起偏器和波片设在环形光路内，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片。
或者环形谐振腔激光器包括前后腔镜或后腔镜与激光增益介质、磁致旋光片、棱镜构成环形光路，磁致旋光片设在磁场H中，棱镜设有一个入射和出射的端面与两个反射面，其激光入射和出射的端面居中设有光路阻断材料，偏振起偏器和波片设在环形光路内，当仅有后腔镜时，激光增益介质遥对后腔镜的反射面镀有高反射膜，当波片设在棱镜的激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在棱镜的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片。
再或者环形谐振腔激光器包括前后腔镜或后腔镜与棱镜构成环形谐振腔，棱镜设有一个或两个反射面，激光增益介质、磁致旋光片或有磁致旋光效应激光增益介质与波片、偏振起偏器设置在环形光路中，磁致旋光片或有磁致旋光效应激光增益介质设在磁场H中，当波片设在激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在激光入射以及出射光路上时，为1/4波片。
上述的棱镜采用四角棱镜或者三角棱镜，当棱镜为三角棱镜，设有两个反射面时，另一面居中设有光路阻断材料。
在上述的环形光路内设有非线性光学倍频晶体。
上述的前后腔镜为光学平片，或者是平凸透镜，或者是平凹透镜。
上述的偏振起偏器采用布儒斯特片，双折射晶体楔角片，双折射晶体楔角片对，PBS棱镜，Walk-off晶体。
本发明采用以上技术，利用磁致旋光效应和波片共同作用，使环形光路中两个方向传播的光偏振状态不同，再利用偏振起偏器对一个方向的光进行偏振损耗，实现激光的光路在环形光路单向谐振输出，可以输出的单纵模基波或倍频光激光。以上激光器结构简单，各个部件都为常规的光学器件，加工难度小，制造成本低，便于大规模生产应用。
附图说明
现结合附图对本发明做进一步阐述：
图1是现有两腔式环形谐振腔的结构示意图；
图2是本发明环形谐振腔结构之一的结构示意图；
图3是本发明环形谐振腔结构之二的结构示意图；
图4是本发明环形谐振腔结构之三的结构示意图；
图5是本发明环形谐振腔结构之四的结构示意图；
图6是本发明环形谐振腔结构之五的结构示意图；
图7是本发明环形谐振腔结构之六的结构示意图；
图8是本发明偏振起偏器之一的光路示意图；
图9是本发明偏振起偏器之二的光路示意图；
图10是本发明偏振起偏器之三的光路示意图；
图11是本发明偏振起偏器之四的光路示意图；
图12是本发明偏振起偏器之五的光路示意图。
具体实施方式
请参照图2或3所示，本发明环形谐振腔激光器包括后腔镜12与有磁致旋光效应激光增益介质2构成环形光路，有磁致旋光效应激光增益介质2设在磁场H中，磁场H可以由永磁体或电磁体提供。其设有一个入射和出射的端面21与三个反射面22、23、24，入射和出射的端面21居中设有光路阻断材料3，如非光学表面，膜层光学吸收物或孔等，阻止光线垂直传播。其遥对后腔镜12的反射面23镀有高反射膜S1，偏振起偏器4和波片设在环形光路内，如图8、9、10、11或12所示，偏振起偏器4可以采用布儒斯特片41、双折射晶体楔角片42、双折射晶体楔角片对43、PBS棱镜44或Walk-off晶体45等，使两个偏振方向光其中之一发生偏折。在环形光路内还可以设有非线性光学倍频晶体6，以输出倍频光激光。如图2所示，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质2的激光出射光路上时，为1/2波片51；又如图3所示，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质2的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片52。
上述结构工作原理是：由于有磁致旋光效应激光增益介质2的入射和出射的端面21中心区域设有光学阻断材料3，激光不在反射面23与后腔镜12之间垂直传播，将自动形成A→B→F→C→E→D→A环形谐振腔光路，其中光线在B点和D点为全反射。光路沿C→E→D→A→B→F→C方向传播时，激光经过偏振起偏器4之后到达E点时为线偏振光，通过有磁致旋光效应激光增益介质2后，由于磁致旋光效应，经D、A、B点反射到达F点时，光线偏振方向旋转一个角度2θ，1/2波片51的光轴方向与光线偏振方向的夹角为θ，光线经过1/2波片51后偏振方向回到初始的偏振方向，光线再次通过偏振起偏器4时没有损耗，从而形成谐振。光路沿C→F→B→A→D→E→C方向传播时，经过偏振起偏器4出来的线偏振光在经过1/2波片51后，光线偏振方向旋转2θ，通过有磁致旋光效应激光增益介质2后，由于磁致旋光效应，经B、A、D点反射到达E点时，光线偏振方向再沿相同方向旋转2θ，到达偏振起偏器4时，偏振方向与偏振起偏器4的光轴方向的夹角为4θ，通过偏振起偏器4时，光功率有sin24θ的分量损耗或部分损耗，不能形成谐振，从而实现单向环形谐振输出。通过非线性光学倍频晶体6，即可实现倍频光输出；没有通过非线性光学倍频晶体6，则输出的单纵模基波。
再请参阅图4或5所示，本发明也可以包括前后腔镜11、12或后腔镜12与激光增益介质7、磁致旋光片8、棱镜9构成环形光路。磁致旋光片8可以是磁光玻璃，也可以是法拉第旋转片，磁致旋光片8设在磁场H中，磁场H可以由永磁体或电磁体提供。棱镜9设有一个入射和出射的端面91与两个反射面92、93，其激光入射和出射的端面91居中设有光路阻断材料3，阻止光线垂直传播。偏振起偏器4和波片设在环形光路内，在环形光路内还可以设有非线性光学倍频晶体6。如图5所示，当仅有后腔镜12时，激光增益介质7遥对后腔镜12的反射面71镀有高反射膜S1，当波片设在棱镜9的激光出射光路上时，为1/2波片51，如图4所示，当波片设在棱镜9的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片52。以上结构同样可以实现单向环形谐振输出。
又请参阅图6或7所示，本发明还可以包括前后腔镜11、12或后腔镜12与棱镜9构成环形谐振腔，棱镜9可以采用四角棱镜或者三角棱镜，其设有一个或两个反射面92、93，激光增益介质7、磁致旋光片8或有磁致旋光效应激光增益介质2与波片、偏振起偏器4设置在环形光路中，在环形光路内还可以设有非线性光学倍频晶体6。磁致旋光片8或有磁致旋光效应激光增益介质3设在磁场H中，如图6所示，当波片设在激光出射光路上时，为1/2波片51；如图7所示，当波片设在激光入射以及出射光路上时，为1/4波片52；当棱镜9为三角棱镜，设有两个反射面92、93时，另一面91居中设有光路阻断材料3，阻止光线垂直传播。以上结构也可以实现单向环形谐振输出。
上述的前后腔镜11、12为光学平片，或者是平凸透镜，或者是平凹透镜。
上述激光增益介质7可以是各向同性质激光增益介质，也可以是双折射晶体激光增益介质。
上述激光增益介质7、磁致旋光片8、棱镜9或有磁致旋光效应激光增益介质2与波片、偏振起偏器4等光学元件可以部分通过光胶，深化光胶或腔合构成单一整块。
Claims (8)
1.一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其包括后腔镜与有磁致旋光效应激光增益介质构成环形光路，有磁致旋光效应激光增益介质设在磁场H中，其设有一个入射和出射的端面与三个反射面，入射和出射的端面居中设有光路阻断材料，其遥对后腔镜的反射面镀有高反射膜，偏振起偏器和波片设在环形光路内，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在有磁致旋光效应激光增益介质的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片。
2.一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其包括前后腔镜或后腔镜与激光增益介质、磁致旋光片、棱镜构成环形光路，磁致旋光片设在磁场H中，棱镜设有一个入射和出射的端面与两个反射面，其激光入射和出射的端面居中设有光路阻断材料，偏振起偏器和波片设在环形光路内，当仅有后腔镜时，激光增益介质遥对后腔镜的反射面镀有高反射膜，当波片设在棱镜的激光出射光路上时，为1/2波片，当波片设在棱镜的激光入射以及出射光路上时，为1/4波片。
3.根据权利要求2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其磁致旋光片是磁光玻璃或者法拉第旋转片。
4.根据权利要求1或2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：在环形光路内设有非线性光学倍频晶体。
5.根据权利要求2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其前后腔镜为光学平片，或者是平凸透镜，或者是平凹透镜。
6.根据权利要求1或2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其偏振起偏器采用布儒斯特片，双折射晶体楔角片，双折射晶体楔角片对，PBS棱镜或Walk-off晶体。
7.根据权利要求1或2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其光路阻断材料为非光学表面、膜层光学吸收物或孔。
8.根据权利要求1或2所述的一种环形谐振腔激光器，其特征在于：其激光增益介质、磁致旋光片、棱镜或有磁致旋光效应激光增益介质与波片、偏振起偏器光学元件通过光胶，深化光胶或腔合构成单一整块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100710236A CN101272033B (zh) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | 一种环形谐振腔激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100710236A CN101272033B (zh) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | 一种环形谐振腔激光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101272033A CN101272033A (zh) | 2008-09-24 |
| CN101272033B true CN101272033B (zh) | 2012-07-04 |
Family
ID=40005795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100710236A Expired - Fee Related CN101272033B (zh) | 2008-05-12 | 2008-05-12 | 一种环形谐振腔激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101272033B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650746B (zh) | 2012-03-31 | 2014-02-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 主动快门式3d眼镜 |
| CN104953453A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-09-30 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种环形腔微片激光器 |
| WO2019216948A2 (en) | 2017-09-29 | 2019-11-14 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Compact narrow-linewidth integrated laser |
| CN114696194B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-11-14 | 中国科学院理化技术研究所 | 可插入式单块非平面环形腔激光装置 |
-
2008
- 2008-05-12 CN CN2008100710236A patent/CN101272033B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101272033A (zh) | 2008-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2941855B2 (ja) | リングレーザ共振器 | |
| JPH04226092A (ja) | リングレーザ | |
| US4909612A (en) | Optical isolator employing multipass faraday rotation | |
| JPH02302717A (ja) | 光学アイソレータ | |
| CN101272033B (zh) | 一种环形谐振腔激光器 | |
| CN101666920A (zh) | 一种光隔离器 | |
| US20170176781A1 (en) | Single and multi-stage high power optical isolators using a single polarizing element | |
| CN111431021A (zh) | 一种正交偏振输出的激光器 | |
| CN102347585B (zh) | 一种单向行波环形腔单频准三能级固体激光器 | |
| CN101132101A (zh) | 一种单块环形谐振腔激光器 | |
| US20150124318A1 (en) | High magnetic field-type multi-pass faraday rotator | |
| CN113078542B (zh) | 一种基于Nd:MgO:LN的正交偏振双波长激光器及方法 | |
| CN108767650B (zh) | 一种功能复合电光q开关 | |
| WO2020113743A1 (zh) | 一种小型集成化的自由空间环行器 | |
| KR100269028B1 (ko) | 반일체 고리형 공진기를 이용한 단방향 발진 레이저 장치 | |
| CN107492784A (zh) | 改善不对称光斑输出的激光器 | |
| CN105071213B (zh) | 基于三角锥反射器的单频固体激光器 | |
| CN107465104A (zh) | 一种电光调q的角锥谐振腔 | |
| WO2001009993A1 (fr) | Gyroscope a laser a cavite resonante comprenant un prisme conique circulaire | |
| CN101299508A (zh) | 一种环形谐振腔激光器 | |
| CN101257183A (zh) | 一种单块环形谐振腔激光器 | |
| CN213092083U (zh) | 一种高效率预报单光子系统 | |
| CN113904208A (zh) | 一种高纯度拉盖尔高斯光束产生系统及其产生方法 | |
| CN108828798B (zh) | 一种高功率反射型光纤激光隔离器 | |
| CN208224531U (zh) | 一种极紧凑结构的光纤环形器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120704 Termination date: 20180512 |