CN103227407A - 基于频差可调的双频微片激光器装置 - Google Patents

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CN103227407A CN201310137406XA CN201310137406A CN103227407A CN 103227407 A CN103227407 A CN 103227407A CN 201310137406X A CN201310137406X A CN 201310137406XA CN 201310137406 A CN201310137406 A CN 201310137406A CN 103227407 A CN103227407 A CN 103227407A
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胡淼
张慧
张飞
徐国蕊
黄前锋
邓晶
刘晨曦
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Abstract

本发明涉及一种基于频差可调的双频微片激光器装置。本发明装置包括光源发射装置、双频激光产生装置和双频激光输出装置。光源发射装置包括激光二极管抽运光源、传输光纤和自聚焦透镜；双频激光产生装置包括微片晶体和散热槽；双频激光输出装置包括用于选择特定波长的滤波片、检测激光平行度的偏振片和观测双频激光的上转换片。本发明装置产生的双频激光光束质量好、稳定性高、光强度大且输出的频差大小可调谐，具有广泛的应用前景。

Description

基于频差可调的双频微片激光器装置
技术领域
本发明属于激光技术领域，具体是基于频差可调的双频微片激光器装置。
背景技术
随着多媒体移动通信、固定网宽带无线接入等业务的不断增加，现有的频段带宽越来越不能满足人们的需求，而频段带宽较宽的毫米波微波信号很好的解决了无线频谱资源受限的问题，但毫米波受大气的影响比较严重，不适合远距离传输，因此将光纤通信与无线通信融合得到大频段带宽的光载无线通信Radio over fiber（ROF）技术应运而生。其中光生毫米波技术作为ROF系统的一项关键技术也越来越受到广泛的关注，用于光生毫米波的光源对相干性要求比较高，而双频微片激光器输出的双频激光的相干性比较高，适合拍频（光外差法）产生毫米波。
双频微片激光器是指在一个激光谐振腔中能够同时产生两种不同频率的激光输出的激光器，它的谐振腔长度一般都在毫米量级，典型的微片激光器是直接在增益介质两端镀膜，从而形成一体化的微型谐振腔，双频微片激光器具有诸多优点，如体积小、结构简单、稳定、寿命长、较高的转换效率、并且容易实现光束质量好，光强度大的单纵模和双纵模的激光输出；这些优点使其在激光干涉仪、位移角度准直仪器、激光雷达、激光测距、激光传感、激光医疗和光存储、角度测量等领域有着重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于频差可调的双频微片激光器装置，以得到稳定的频差可调的双频激光输出，为下一步利用该双频微片激光器进行光生毫米波应用于光载无线通信Radio over fiber（ROF）打下基础。
本发明包括光源发射装置、双频激光产生装置和双频激光输出装置。
所述的光源发射装置包括激光二极管抽运光源、传输光纤和自聚焦透镜，激光二极管抽运光源输出的激光经过传输光纤传输到自聚焦透镜；激光经过自聚焦透镜进行耦合来提高转换效率。
所述的双频激光产生装置包括微片晶体和散热槽，其中的微片晶体是各向异性的，放置微片晶体的散热槽用于降低微片晶体温度，减小晶体热效应对频差的影响，且散热槽的外部具有一个支撑整个双频激光产生装置的支架。
所述的双频激光产生装置包括滤波片、偏振片和上转换片，其中的滤波片用于选择所需的特定波长，偏振片用于检测输出的双频激光的平行度，上转换片用于观测输出的激光光束。
所述的自聚焦透镜、微片晶体的中心处于同一光轴上。
通过控制光源发射装置中激光二极管抽运光源的大小，输出的双频激光的频差大小可调谐。
本发明有益效果：整个装置的设计结构比较简单、制作比较容易，不仅能够得到稳定性高、相干性好的双频激光，而且采用这种双频微片激光器得到的激光频差比气体激光器得到的激光频差更大，也便于实现对频差大小的调谐；能够更好地满足实际应用中的需求，是一种具有较大应用前景的可调频差双频微片激光器装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。图中，1为激光二极管抽运光源，2为传输光源的光纤，3为自聚焦透镜，4为微片晶体，5为散热槽，6为滤波片，7为偏振片，8为上转换片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，频差可调的双频微片激光器装置，包括激光二极管抽运光源1、传输光源的光纤2、自聚焦透镜3、微片晶体4、散热槽5、滤波片6、偏振片7和上转换片8。光源发射装置包括激光二极管抽运光源、传输光纤和自聚焦透镜，双频激光产生装置包括微片晶体和放置微片晶体的散热槽，双频激光输出装置包括选择所需特定波长的滤波片、检测双频激光平行度的偏振片和观测输出双频激光的上转换片。所述的自聚焦透镜、微片晶体的中心处于同一光轴上。本装置中的微片晶体采用增益介质的掺杂浓度为1at.-%、尺寸为                                               
Figure 201310137406X100002DEST_PATH_IMAGE002
、折射率为1.96的Nd:YVO4的晶体，且晶体的前端面镀1064 nm全反射膜(
Figure 201310137406X100002DEST_PATH_IMAGE004
)和808 nm增透膜()，后端面镀1064 nm高反膜(
Figure 201310137406X100002DEST_PATH_IMAGE008
)。本装置的特征在于可通过控制光源发射装置中激光二极管抽运光源的大小，输出的双频激光的频差大小可调谐。
所述的频差可调的双频微片激光器装置中抽运源是光纤耦合输出激光二极管，最大连续输出功率为10 W，发射波长为808 nm，抽运光耦合系统采用自聚焦透镜，耦合效率为85%；抽运光经自聚焦透镜会聚在Nd:YVO4晶体中心的光斑半径为100 μm。双频微片晶体通光方向两端面均为平面，平行度小于
Figure 201310137406X100002DEST_PATH_IMAGE010
，则谐振腔长度即为0.9 mm，双频微片放在散热槽中。双频微片激光器输出的激光分光1%，通过滤波片选择所需要的特定波长，偏振片用于检测双频激光的平行度，最后在上转换片上观测输出的双频激光。
本发明的工作过程：激光二极管输出抽运光源，经过光纤传输到自聚焦透镜对输出的光进行聚焦，以提高激光的转换效率；经过自聚焦透镜的激光进入前端面镀1064 nm全反射膜(
Figure 427792DEST_PATH_IMAGE004
)和808 nm增透膜(
Figure 242164DEST_PATH_IMAGE006
)，后端面镀1064 nm高反膜(
Figure 126943DEST_PATH_IMAGE008
)的微片晶体，输出的即为两个不同频率大小的激光，但输出的双频激光中仍然掺杂一些不需要的波段的激光，通过滤波片滤除这些不需要的激光，选择所需的特定波长的激光；特定波长的激光经过偏振片检测平行度，最终在上转换片上观测出来。工作过程中通过调节激光二极管抽运光源输出功率的大小，得到的双频激光的频差会改变，这就实现了对输出的双频激光频差大小的调谐。

Claims (2)

1. 基于频差可调的双频微片激光器装置，包括光源发射装置、双频激光产生装置和双频激光输出装置，其特征在于：
所述的光源发射装置包括激光二极管抽运光源(1)、传输光纤(2)和自聚焦透镜(3)，激光二极管抽运光源输出的激光经过传输光纤(2)传输到自聚焦透镜(3)；激光经过自聚焦透镜(3)进行耦合来提高转换效率；
所述的双频激光产生装置包括微片晶体(4)和散热槽(5)，其中的微片晶体是各向异性的，放置微片晶体的散热槽用于降低微片晶体温度，减小晶体热效应对频差的影响，且散热槽的外部具有一个支撑整个双频激光产生装置的支架；
所述的双频激光产生装置包括滤波片(6)、偏振片(7)和上转换片(8)，其中的滤波片用于选择所需的特定波长，偏振片用于检测输出的双频激光的平行度，上转换片用于观测输出的激光光束；
所述的自聚焦透镜、微片晶体的中心处于同一光轴上。
2.根据权利要求1所述的基于频差可调的双频微片激光器装置，其特征在于：通过控制光源发射装置中激光二极管抽运光源的大小，输出的双频激光的频差大小可调谐。
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