CN102545000B - 谐振腔的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种谐振腔的调节方法，该方法通过在谐振腔的一端加入一个信号光输出镜和一个信号光增益介质，使该信号光输出镜、信号光增益介质与谐振腔的端谐振腔镜一起组成一个基准光谐振腔，该信号光谐振腔在泵浦光的照射下输出一基准激光，利用该基准激光可快速、准确地调节谐振腔内的其他反射腔镜的位置，其相比现有技术中利用氦氖光调节腔镜的方法更加简便，准确，还能避免使用场合的限制，尤其适用于条件不充分的外场设备调试、维修等情况。此外，该调节装置仅包括一信号光输出镜，所以结构简单，实现容易，成本低廉。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种调节激光放大器的谐振腔的方法。
背景技术
现有激光器谐振腔的调节过程中，采用最广泛的方法是以氦氖激光器作为准直光，来调节谐振腔中各个腔镜的位置。而对于皮秒超短脉冲锁模振荡器和再生放大器而言，其谐振腔的长度通常较长，典型值在1m以上，而且为了使器件的结构更加紧凑，通常将较长的光路进行多次折转，这就在一定程度上增加了腔镜的数量。若采用氦氖激光作为准直激光进行调节，经过较长距离的传播，其光斑尺寸变大，同时光强变弱，加之再生腔中的偏振片、波片等光学元件，给谐振腔的调节增加了难度。此外，在一些条件不充分的外场很难获得氦氖激光，将无法实现激光器产品的维修和调试，所以，采用氦氖激光作为准直光来调节激光器会受到很多使用场合的限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种谐振腔的调节方法，其不仅可准确快速地调整谐振腔，而且还能避免谐振腔调整使用场合的限制，提高使用便利性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种谐振腔的调节方法，包括如下步骤：
步骤1：将第一端谐振腔镜和第二端谐振腔镜分别设置在谐振腔光路的两端，将至少两个反射腔镜设置在第一端谐振腔镜与第二端谐振腔镜之间并沿着光路依次排布，将增益介质设置在两个相邻的反射腔镜之间；
步骤2：将信号光增益介质放入谐振腔光路内的第一端谐振腔镜与最靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜之间，将信号光输出镜放入谐振腔光路内的信号光增益介质的远离第一端谐振腔镜的一侧，且使信号光输出镜、信号光增益介质和第一端谐振腔镜形成一基准光谐振腔；
步骤3：使外部泵浦光经过第一端谐振腔镜进入所述基准光谐振腔产生振荡，由信号光输出镜输出基准激光到反射腔镜上，以基准激光为准直光调整各反射腔镜的位置；
步骤4：移出信号光增益介质和信号光输出镜。
进一步地，所述步骤2还包括：将信号光增益介质及信号光输出镜放入谐振腔光路内，设置信号光输出镜、信号光增益介质和第一端谐振腔镜位于同一光轴上。
进一步地，所述增益介质为Nd:YVO4晶体。
进一步地，所述信号光增益介质为激光晶体或陶瓷。
进一步地，所述反射腔镜为多个，且多个反射腔镜形成的光路使光线在谐振腔中经多次折转。
本发明的有益技术效果在于：本发明通过在谐振腔的一端加入一个信号光输出镜和一个信号光增益介质，使该信号光输出镜、信号光增益介质与谐振腔的端谐振腔镜一起组成一个基准光谐振腔，该信号光谐振腔在泵浦光的照射下输出一基准激光，利用该基准激光可快速、准确地调节谐振腔内的其他反射腔镜的位置，其相比现有技术中利用氦氖光调节腔镜的方法更加简便，准确，还能避免使用场合的限制，尤其适用于条件不充分的外场设备调试、维修等情况。此外，该调节装置仅包括一信号光输出镜，所以结构简单，实现容易，成本低廉。
附图说明
图1为本发明的调节装置安装在谐振腔中的结构示意图（图中实心箭头和空心箭头分别表示往、返光线的方向）；
图2为本发明的调节装置安装在具有图3所示谐振腔的再生激光放大器中的结构示意图（图中实心箭头和空心箭头分别表示往、返光线的方向）。
具体实施方式
本发明的谐振腔的调节方法，包括如下四个步骤：
步骤1：将第一端谐振腔镜和第二端谐振腔镜分别设置在谐振腔光路的两端，将至少两个反射腔镜设置在第一端谐振腔镜与第二端谐振腔镜之间并沿着光路依次排布，将增益介质设置在两个相邻的反射腔镜之间；
步骤2：将信号光增益介质放入谐振腔光路内的第一端谐振腔镜与最靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜之间，将信号光输出镜放入谐振腔光路内的信号光增益介质的远离第一端谐振腔镜的一侧，且使信号光输出镜、信号光增益介质和第一端谐振腔镜位于同一光轴上以形成一基准光谐振腔；
步骤3：使外部泵浦光经过第一端谐振腔镜进入所述基准光谐振腔产生振荡，由信号光输出镜输出基准激光到反射腔镜上，以基准激光为准直光调整各反射腔镜的位置；
步骤4：移出信号光增益介质和信号光输出镜。
下面通过介绍一个具体的谐振腔和具有该谐振腔的激光器，来详细说明上述谐振腔的调节方法。
参阅图1，该谐振腔包括：一个第一端谐振腔镜11a、一个增益介质12a、至少两个反射腔镜a、一个信号光输出镜2a、一个信号光增益介质4a、以及一个第二端谐振腔镜16a。第一端谐振腔镜11a和第二端谐振腔镜16a分别设置在谐振腔的光路两端。反射腔镜可为平面全反射镜片，在本实施例中，反射腔镜为三个，分别为反射腔镜13a、反射腔镜14a和反射腔镜15a，其设置在第一端谐振腔镜11a与第二端谐振腔镜16a之间并沿着光路依次排布，且该四个反射腔镜不在同一光轴上，其形成的光路使光线在谐振腔中经多次折转，以使谐振腔的结构更加紧凑，进而缩短谐振腔的长度。增益介质12a设置在反射腔镜13a和反射镜14a之间。
所述信号光输出镜2和信号光增益介质4在谐振腔需要调节时，被安装入谐振腔内，调节时，信号光增益介质4安装在谐振腔光路内并位于第一端谐振腔镜11a与最靠近第一端谐振腔镜11a的反射腔镜13a之间，信号光输出镜2安装在信号光增益介质4的远离第一端谐振腔镜11的光路一侧，且信号光输出镜2、信号光增益介质4和第一端谐振腔镜11位于同一光轴上。
该谐振腔在调节时，以第一端谐振腔镜11a作为输入镜，使第一端谐振腔镜11a与信号光增益介质4、信号光输出镜2一起构成一基准光谐振腔，该基准光谐振腔在泵浦光3的照射下输出一个基准激光，以该基准激光作为准直光依次调节反射腔镜13a、14a、15a的位置，包括左右位置和俯仰角度，以保证信号光经过光学元件后的高度一致，以此类推，直至第二端谐振腔镜16a的位置调节完毕，使信号光能够原路返回，此时撤掉光路中加入的信号光输出镜2和信号光增益介质4，即完成谐振腔的调节。
图2为具有上述谐振腔的再生激光放大器在调整状态的结构示意图，如图所示，该再生激光放大器包括：第一偏振片101a、第一波片102a、电光晶体103a、反射镜104a、法拉第磁光隔离器105a、第二波片106a、第二偏振片107a、种子源108a以及上述谐振腔。其中，第一波片102a优选为1/4波片，第二波片106a也优选为1/4波片，电光晶体103a优选BBO电光晶体。第一波片102a和反射镜104a分别设置在第一偏振片101a的光路两侧，电光晶体103a设置在第一波片102a的远离第一偏振片101a的光路一侧，法拉第磁光隔离器105a设置在反射镜104a的远离第一偏振片101a的光路一侧，第二波片106a设置在法拉第磁光隔离器105a的远离反射镜104a的光路一侧，第二偏振片107a设置在第二波片106a的远离法拉第磁光隔离器105a的光路一侧，种子源108a设置在第二偏振片107a的远离第二波片106a的光路一侧，第一偏振片101a、第一波片102a和电光晶体103a均设置在谐振腔的光路中并位于第二端谐振腔镜16a与最靠近第二端谐振腔镜16a的反射腔镜15a之间。
该再生激光放大器调节时，将信号光增益介质4安装在谐振腔内并位于第一端谐振腔镜11a与最靠近第一端谐振腔镜11a的反射腔镜13a之间，信号光输出镜2安装在信号光增益介质4的远离第一端谐振腔镜11a的一侧。端谐振腔镜11a、信号光增益介质4和信号光输出镜2位于同一光轴上，三者构成一基准光谐振腔，该基准光谐振腔在泵浦光3的作用下输出一个基准激光，以该基准激光为准直光，依次调节反射腔镜13a、增益介质12a、反射腔镜14a、反射腔镜15a、第一偏振片101a、第一波片102a、电光晶体103a，使其垂直入射以上光学元件，调节第二端谐振腔镜16a使第一偏振片101a处信号光的反射光点与入射光点重合，旋转第一波片102a，在第一偏振片101a的透射方向即可获得激光输出，第一偏振片101a输出的激光经反射镜104a反射后，进入法拉第磁光隔离器105a、第二波片106a以及第二偏振片107a，然后与种子源108a发出的种子光调整重合，则可获得再生皮秒激光输出。最后，撤掉光路中加入的信号光输出镜2和信号光增益介质4，即完成激光器的调节。
以上所述仅为本发明的较佳可行，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种谐振腔的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将第一端谐振腔镜和第二端谐振腔镜分别设置在谐振腔光路的两端，将至少两个反射腔镜设置在第一端谐振腔镜与第二端谐振腔镜之间并沿着光路依次排布，将增益介质设置在两个相邻的反射腔镜之间；
步骤2：将信号光增益介质放入谐振腔光路内的第一端谐振腔镜与最靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜之间，将信号光输出镜放入谐振腔光路内的信号光增益介质的远离第一端谐振腔镜的一侧，且使信号光输出镜、信号光增益介质和第一端谐振腔镜形成一基准光谐振腔；
步骤3：使外部泵浦光经过第一端谐振腔镜进入所述基准光谐振腔产生振荡，由信号光输出镜输出基准激光到反射腔镜上，以基准激光为准直光调整各反射腔镜的位置；
步骤4：移出信号光增益介质和信号光输出镜。
2.如权利要求1所述的谐振腔的调节方法，其特征在于，所述步骤2还包括：将信号光增益介质及信号光输出镜放入谐振腔光路内，设置信号光输出镜、信号光增益介质和第一端谐振腔镜位于同一光轴上。
3.如权利要求1所述的谐振腔的调节方法，其特征在于，所述增益介质为Nd:YVO4晶体。
4.如权利要求1所述的谐振腔的调节方法，其特征在于，所述信号光增益介质为激光晶体或陶瓷。
5.如权利要求1所述的谐振腔的调节方法，其特征在于，所述反射腔镜为多个，且多个反射腔镜形成的光路使光线在谐振腔中经多次折转。
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