CN104184030A - 一种可调谐激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光技术领域，公开了一种可调谐激光器，包括谐振腔和增益介质，其中，谐振腔内包括依光路设置的增益介质、准直器、电光偏转器和光栅；所述电光偏转器调节谐振光入射到光栅的角度实现选频。本发明利用电光偏转器结合闪耀光栅实现单频激光器的波长调谐，具有结构简单易行、可靠性高、成本低、调谐速度快、调谐范围宽等优点。
Description
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种可调谐激光器。
背景技术
利用晶体的声光以及非线性效应，已经制成各种有效的器件，包括光调制器、光偏转器等，这些器件为光通信以及激光技术的发展起到了很重要的作用。目前利用声光效应的制成的声光偏转器用途非常的广泛，已经应用到激光雷达的扫面，电视和大屏幕的显示器的扫描以及光通信等方面。其优点是结构简单、偏转角大（1o-4.5o）、偏转速度快、消光比大。但是声光晶体成本相对较高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种可调谐激光器，利用电光偏转器结合闪耀光栅实现单频激光器的波长调谐，结构简单、成本低、调谐速度快、调谐范围宽。
为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种可调谐激光器，包括谐振腔和增益介质，其中，谐振腔内包括依光路设置的增益介质、准直器、电光偏转器和光栅；所述电光偏转器调节谐振光入射到光栅的角度。
进一步的，所述增益介质前端面镀谐振光的全反膜，构成谐振腔后腔镜；所述光栅构成谐振腔输出腔镜，其衍射光一部分作为激光输出，一部分沿原路返回谐振腔谐振。
进一步的，还包括一反射镜，设于光栅输出激光光路上，改变激光输出方向。
或者，所述激光器还包括一反射镜，设于光栅一级衍射光路上；谐振光经光栅衍射后，一部分沿原路返回谐振腔谐振，一部分经反射镜反射后也沿原路返回谐振腔；所述增益介质前端面镀谐振光的部分透射膜，作为谐振腔输出腔面。
进一步的，所述光栅为闪耀光栅。
进一步的，所述电光偏转器为一个双电光晶体楔形棱镜偏转器或多个双电光晶体楔形棱镜偏转器级联。或者，所述电光偏转器包括电光晶体和电极对；所述电极对在电光晶体主折射率z轴方向施加电压形成沿该z轴方向的电场；所述电光晶体上设置有至少两对所述电极对，将该电光晶体分成沿光路排列的至少两个强度不等的电场区域。
进一步的，所述电极对的电极为三角形，将所述电光晶体分成至少两个三角棱形电场区域。
进一步的，所述电光晶体为BaB2O4晶体、LiNbO3晶体或PLZT晶体。
进一步的，所述增益介质为LD微片；所述谐振腔内的各通光面均镀谐振光的增透膜。
本发明的有益效果为：利用电光偏转器结合闪耀光栅实现单频激光器的波长调谐，具有结构简单、成本低、调谐速度快、调谐范围宽等优点。
附图说明
图1为本发明激光器实施例一结构示意图；
图2为本发明激光器实施例二结构示意图；
图3为本发明激光器实施例三结构示意图；
图4为本发明采用的电光偏转器一结构示意图；
图5为本发明电光晶体折射率随电场变化关系示意图；
图6为本发明采用的电光偏转器二结构示意图。
附图标记：1、输出准直器；2、LD微片；3、准直器；4、电光偏转器；401、楔形棱镜一；402、楔形棱镜二；403、电极对一；404、电极对二；405、电光晶体；405a、电场区域一；405b、电场区域二；5、闪耀光栅；6、反射镜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
本发明利用电光偏转器结合闪耀光栅实现单频激光器的波长调谐，即通过控制电压变化使电光晶体的折射率随之变化，从而改变谐振光入射到光栅的入射角实现选频，以制作成为可快速扫描的可调谐激光器。具体的，该可调谐激光器，包括谐振腔和增益介质，谐振腔内包括依光路设置的增益介质、准直器、电光偏转器和光栅；电光偏转器调节谐振光入射到光栅的角度实现选频。泵浦光可以采用端泵或侧泵方式入射到增益介质内。该结构简单易行，可靠性高，成本低，且调谐速度快、调谐范围宽。
具体的，如图1所示的实施例一，该实施例的可调谐激光器包括增益介质、准直器3、电光偏转器4、光栅和反射镜6。其中，增益介质采用LD微片2，其前端面镀谐振光的部分透射膜，作为谐振腔输出腔面，出射的激光经一输出准直器1准直后输出。光栅采用的是闪耀光栅5，反射镜6设于闪耀光栅5一级衍射光路上；LD微片2被泵浦后产生的谐振光由准直器准直并经电光偏转器4后入射到闪耀光栅5，经闪耀光栅5衍射后，一部分衍射光沿原路返回谐振腔谐振，一部分经反射镜6反射后也沿原路返回谐振腔。通过调节电光偏转器4的电压可改变通过电光偏转器4之后谐振光的偏转角，即可调节谐振光入射到闪耀光栅5的入射角，从而实现选频。即LD微片2的前端面与反射镜构成谐振腔，谐振光在谐振腔内谐振并由LD微片2前端面出射激光。该结构中各元件均固定安装，无需任何机械转动，只需改变电光偏转器4的电压即可实现选频，结构简单，可靠性高、调谐速度快。
其中，电光偏转器4可以采用如图4或图6中的结构。图4所示的电光偏转器4为一个双电光晶体楔形棱镜偏转器，如双KDP楔形棱镜偏转器，楔形棱镜一401和楔形棱镜二402的主折射率光轴（z轴）的方向相反，沿z轴方向施加电压以在楔形棱镜一401和楔形棱镜二402的主折射率光轴方向产生电场。谐振光沿x轴方向入射，x轴和y轴方向为感应主轴方向，以O光为例，假设谐振光的入射角为θ，没有加电压时两楔形棱镜的折射率为n0，加上电压后产生电场强度E，两楔形棱镜的折射率分别为n1=n0+△n=n0+（n0 3γ11E）/2，n2= n0-△n=n0-（n0 3γ11E）/2，此时谐振光的偏转角△θ=2sinθ×△n，即该偏转角与所加的电压呈线性变化，通过控制电压的大小即可调节谐振光的偏转角，从而改变谐振光的偏转角，以调节谐振光入射到闪耀光栅5的入射角实现选频。在实际的电光晶体应用过程中，需要考虑电光回滞效应，即在升降电场的过程中，折射率变化曲线并不重合，而是如图5所示，在CD段为其线性工作区域，CE段即为电光回滞效应带来的效果。该结构工作时需要通过控制电场的大小，使电光偏转器4工作在电光晶体的线性区域（CD段）。该结构中的电光晶体（楔形棱镜一和楔形棱镜二）还可以采用BaB2O4晶体、LiNbO3晶体或PLZT晶体等。
如图6所示的电光偏转器4，包括电光晶体405和电极对（电极对一403、电极对二404）；电极对在电光晶体405主折射率z轴方向施加电压形成沿该z轴方向的电场；电光晶体405上设置有至少两对所述电极对（如电极对一403和电极对二404），将该电光晶体405分成沿光路排列的至少两个强度不等的电场区域（如电场区域一405a和电场区域二405b），各电场区域内的折射率随相应电场强度变化而改变。优选的，电极对的电极为三角形，将电光晶体405分成至少两个三角棱形电场区域。通过控制各电极对的电压改变各个电场区域的电场强度，即可改变各电场区域内的折射率，从而改变谐振光的偏转角，以调节谐振光入射到闪耀光栅5的入射角实现选频。该结构中的电光晶体405可以是BaB2O4晶体、LiNbO3晶体或PLZT晶体等。
如图2所示的实施例二，与实施例一不同的是，该结构中的电光偏转器4采用的是多个双电光晶体楔形棱镜偏转器级联，以进一步增大偏转角的调节范围，从而增大激光器的调谐范围。
如图3所示的实施例三，与上述实施例不同的是，该结构中增益介质LD微片2的前端面镀谐振光的全反膜，构成谐振腔后腔镜；闪耀光栅5构成谐振腔输出腔镜，其衍射光一部分作为激光输出，一部分沿原路返回谐振腔谐振。输出的激光可由一反射镜6改变输出方向，以灵活适应各种应用场合；也可以不用反射镜，直接输出激光。
上述各实施例的谐振腔内各通光面均镀谐振光的增透膜，如LD微片的后端面。本发明的结构适用于各种Littrow型激光器或Littman/Metcalf型激光器等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出的各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可调谐激光器，包括谐振腔和增益介质，其特征在于：谐振腔内包括依光路设置的增益介质、准直器、电光偏转器和光栅；所述电光偏转器调节谐振光入射到光栅的角度。
2.如权利要求1所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述增益介质前端面镀谐振光的全反膜，构成谐振腔后腔镜；所述光栅构成谐振腔输出腔镜，其衍射光一部分作为激光输出，一部分沿原路返回谐振腔谐振。
3.如权利要求2所述一种可调谐激光器，其特征在于：还包括一反射镜，设于光栅输出激光光路上，改变激光输出方向。
4.如权利要求1所述一种可调谐激光器，其特征在于：还包括一反射镜，设于光栅一级衍射光路上；谐振光经光栅衍射后，一部分沿原路返回谐振腔谐振，一部分经反射镜反射后也沿原路返回谐振腔；所述增益介质前端面镀谐振光的部分透射膜，作为谐振腔输出腔面。
5.如权利要求1-4任一项所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述光栅为闪耀光栅。
6.如权利要求1-4任一项所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述电光偏转器为一个双电光晶体楔形棱镜偏转器或多个双电光晶体楔形棱镜偏转器级联。
7.如权利要求6所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述电光晶体为BaB2O4晶体、LiNbO3晶体或PLZT晶体。
8.如权利要求1-4任一项所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述电光偏转器包括电光晶体和电极对；所述电极对在电光晶体主折射率z轴方向施加电压形成沿该z轴方向的电场；所述电光晶体上设置有至少两对所述电极对，将该电光晶体分成沿光路排列的至少两个强度不等的电场区域。
9.如权利要求8所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述电极对的电极为三角形，将所述电光晶体分成至少两个三角棱形电场区域。
10.如权利要求1-4任一项所述一种可调谐激光器，其特征在于：所述增益介质为LD微片；所述谐振腔内的各通光面均镀谐振光的增透膜。
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|---|---|
| CN (1) | CN104184030A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105529608A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-04-27 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 电控波长可调谐的频率变换装置 |
| CN106300000A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种快速调谐脉冲co2激光器 |
| CN106841094A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-06-13 | 北京环境特性研究所 | 一种提高太赫兹时域光谱系统频谱分辨率的方法 |
| CN107976823A (zh) * | 2016-10-25 | 2018-05-01 | 福州高意通讯有限公司 | 一种光学偏转系统 |
| CN110398845A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 福州高意光学有限公司 | 一种电光光开关 |
| CN110535014A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-03 | 苏州众为光电有限公司 | 一种波长可调谐中红外锁模光纤激光器 |
| CN111726930A (zh) * | 2019-07-12 | 2020-09-29 | 惠州学院 | 加速装置及基于半导体激光器的介质激光加速结构 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3959739A (en) * | 1975-02-03 | 1976-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electro-optic tuning of organic dye laser |
| US4028636A (en) * | 1973-06-28 | 1977-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acousto-optical deflector tuned organic dye laser |
| US6031852A (en) * | 1997-05-30 | 2000-02-29 | The Regents Of The University Of California | Rapid acoustooptic tuner and phase-shifter |
| CN102013621A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-04-13 | 福州高意通讯有限公司 | 一种可调谐的双频激光器 |
-
2013
- 2013-05-21 CN CN201310189387.5A patent/CN104184030A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4028636A (en) * | 1973-06-28 | 1977-06-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Acousto-optical deflector tuned organic dye laser |
| US3959739A (en) * | 1975-02-03 | 1976-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electro-optic tuning of organic dye laser |
| US6031852A (en) * | 1997-05-30 | 2000-02-29 | The Regents Of The University Of California | Rapid acoustooptic tuner and phase-shifter |
| CN102013621A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-04-13 | 福州高意通讯有限公司 | 一种可调谐的双频激光器 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105529608A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-04-27 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 电控波长可调谐的频率变换装置 |
| CN105529608B (zh) * | 2016-02-01 | 2018-08-14 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 电控波长可调谐的频率变换装置 |
| CN107976823A (zh) * | 2016-10-25 | 2018-05-01 | 福州高意通讯有限公司 | 一种光学偏转系统 |
| CN106300000A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种快速调谐脉冲co2激光器 |
| CN106300000B (zh) * | 2016-10-28 | 2020-01-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种快速调谐脉冲co2激光器 |
| CN106841094A (zh) * | 2017-01-03 | 2017-06-13 | 北京环境特性研究所 | 一种提高太赫兹时域光谱系统频谱分辨率的方法 |
| CN110398845A (zh) * | 2018-04-25 | 2019-11-01 | 福州高意光学有限公司 | 一种电光光开关 |
| CN111726930A (zh) * | 2019-07-12 | 2020-09-29 | 惠州学院 | 加速装置及基于半导体激光器的介质激光加速结构 |
| CN110535014A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-03 | 苏州众为光电有限公司 | 一种波长可调谐中红外锁模光纤激光器 |
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