CN1101069C - 无光谱限制的激光输出方法 - Google Patents
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Abstract
一种无光谱限制的激光输出方法，本发明采用单面镀有增透膜的输出耦合镜插入激光腔方式，以耦合镜未镀膜界面的反射完成耦合输出，能尽最大可能地输出所需光谱范围，且在整个振荡带宽范围内具有稳定的输出，其输出的光谱半高宽比现有方法增加一倍以上；并且还具有方法简单、操作方便、能大大降低输出耦合镜的制作成本等优点，适用于各种激光器的耦合输出。
Description
技术领域
本发明为激光输出装置及方法的改进，属于激光技术领域。
背景技术
激光器的激光谐振腔是由增益介质、激光全反镜和输出耦合镜构成。在宽调谐激光器和光脉冲宽度为几飞秒的锁模激光器中，要求输出耦合镜有较宽的光谱带宽，并在此带宽内有一致的输出透过率。而目前的镀膜技术还很难做到在带宽较大的范围内有一致的输出透过率。这在某种程度上限制了可调谐激光器的可调谐范围和输出功率的稳定性。在飞秒激光器中输出的富里埃变换光脉冲应满足ΔV·Δt＝常数(式中ΔV为光谱带宽，Δt为光脉冲宽度)。由此可知Δt愈小、ΔV则愈大，即输出的光谱带越大，其光脉冲宽度则越窄。若输出耦合镜的带宽受光学膜的限制，则可能获得的光脉冲宽度也受限制。所以无光谱限制的激光输出方法已成为该领域的研究方向之一。
发明内容
本发明的目的就是提出一种适用于各种激光器的无光谱限制的激光输出方法，尽可能地输出较宽范围的光谱带宽，且在整个振荡带宽范围内具有稳定的输出。
本发明实现无光谱限制的激光输出方法的技术方案如下，把激光谐振腔末端的输出耦合镜改为宽带全反镜，在谐振腔内增益腔外的光路上设置输出耦合镜；该耦合镜的衬底为光学玻璃薄片，在衬底薄片的一面镀有光学增透膜，并使透过率≥99.9％；激光的耦合输出是通过入射光在耦合镜未镀膜界面的反射完成。本发明的特征还在于，通过对输出耦合镜未镀膜界面的光线入射角的调整来改变激光的输出功率，其调整原则为，在入射角小于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐减小，在入射角大于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐增大。
由于本发明采用在激光腔插入输出耦合镜的方式，并以反射方式进行激光输出，从而实现了无光谱限制的激光输出的目的，不仅尽最大可能地输出所需光谱范围，而且在整个振荡带宽范围内具有稳定的输出。其输出激光光脉冲的光谱半高宽比现有输出方法能增加一倍以上，相应地使光脉冲的半高宽缩短一倍以上。另外本发明还具有方法简单易行、操作方便、能大大降低输出耦合镜的制作费用等优点，其适用于各种激光器的耦合输出，如驻波腔和行波腔锁模激光器及可调谐激光器等。
附图说明
附图1为实现本发明无光谱限制的激光输出方法的激光器谐振腔结构示意图，图中1为宽带全反镜，2为增益腔前凹镜，3为增益介质，4为增益腔后凹镜，5为本发明输出耦合镜，6和7为补偿棱镜，8为宽带全反镜，亦是原输出耦合镜位置。
具体实施方式
以下结合附图举例说明本发明技术方案的实施。
取一厚0.5mm的光学平面玻璃为输出耦合镜衬底，其衬底材料应与输出光谱范围相适应，即在紫外光谱范围选择石英或氟化镁玻璃为衬底材料，在可见光和近红外光谱范围选择普通光学玻璃为衬底材料，在远红外光谱范围选择锗或硅玻璃为衬底材料；其衬底的厚度并无严格要求，只要不超过四个毫米都可使用。在衬底薄片的一面蒸镀光学增透膜，并使透过率≥99.9％，这是已有技术能够完成的。把激光谐振腔原末端的输出耦合镜改为宽带全反镜，将上述制得的输出耦合镜装入机械调整架后插入激光腔内，耦合镜的插入位置是同行技术人员能够显而易见的，在谐振腔内除增益腔之外的任何位置都可输出，其位置的不同仅对输出脉宽有影响，可根据需求来确定输出位置。输出耦合镜光线入射角的调整依靠机械调整架上的调角旋钮完成，入射角的调整能改变输出功率，在入射角小于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐减小，在入射角大于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐增大；这当然应考虑到衬底材料的折射率，即调整衬底材料的折射率同样能够调整输出功率。
本发明方法的使用，对于驻波腔可同时输出两束相干光(见附图)，对于行波腔可输出一束光。
Claims (3)
1、一种无光谱限制的激光输出方法，采用有激光谐振腔，其特征在于，把激光谐振腔末端的输出耦合镜改为宽带全反镜，在谐振腔内增益腔外的光路上设置输出耦合镜，该耦合镜的衬底为光学玻璃薄片，其衬底材料应与输出光谱范围相适应；在衬底薄片的一面镀有光学增透膜，并使透过率≥99.9％；激光的耦合输出是通过入射在耦合镜未镀膜界面的反射完成。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过对输出耦合镜未镀膜界面的光线入射角的调整来改变激光的输出功率，其调整原则为，在入射角小于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐减小，在入射角大于布氏角时随着角度的增大输出功率逐渐增大。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输出耦合镜衬底材料与输出光谱范围相适应的选择原则为，在紫外光谱范围选择石英或氟化镁玻璃为衬底材料，在可见光和近红外光谱范围选择普通光学玻璃为衬底材料，在远红外光谱范围内选择锗或硅玻璃为衬底材料。
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Cited By (1)
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| CN100432619C (zh) * | 2003-06-26 | 2008-11-12 | 西默股份有限公司 | 测量波长很小带宽很窄的高功率激光器的光谱输出带宽的方法和设备 |
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1998
- 1998-10-19 CN CN98112993A patent/CN1101069C/zh not_active Expired - Fee Related
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