CN111342334A - 同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法，该系统包括：用于泵浦光源、沿泵浦激光光束光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。本系统采用电光开关控制，进行时分复用多路泵浦光参量振荡，不仅能够对泵浦光输出灵活调节，而且也能够对各路激光输出功率进行高精度控制，实现对泵浦激光的高速切换，整个系统结构简单、操作方便、成本低。

Description

同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及激光技术领域，特别涉及一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法。

背景技术

在激光技术领域中，光参量振荡是利用非线性晶体来实现频率转换，具有不受泵浦波长限制，可宽范围、高精度、多方式调谐的特点。在光参量振荡器中，将非线性晶体放在谐振腔内，泵浦光沿腔轴输入，当泵浦光超过阈值时，从腔内噪声中产生两个低频的信号光和闲频光；通过腔镜镀膜设计一定频率的光在腔内振荡，在泵浦光的作用下，其能量不断放大。

光参量振荡器是一种可以产生很宽可调谐范围的光源，当泵浦光的频率一定时，在参量振荡器内只有一对特性的信号光和闲频光才能满足条件，但是可以在改变腔内非线性晶体的状态，从而改变匹配条件，可以获得其他波段激光产生，这就是调谐的基本原理。一般的可以通过选择不同的晶体切割角度，在腔内还可以通过调节晶体角度进行输出激光光谱的调谐。光参量振荡器的增益来自于非线性晶体占用参与相互作用的磁场，非线性晶体在这个过程中不参与能量的净交换。

目前，现有的多谱段光源系统一般采用多个模块分别输出，其体积大系统复杂。还有一种是采用同源泵浦的方式，采用分光镜的方式，其需要的泵浦总功率大，每一路输出激光固定无法调节，系统庞大、成本高；或者采用波片和偏振片的方式，需要每一路手动调节，调节速度慢，使用复杂，无法满足高速泵浦切换的需求，因而难以满足实际应用的需求。

因此，现有技术有待于进一步改进和发展。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，其中，包括：

用于输出泵浦激光光束的泵浦光源、沿所述泵浦激光光束的光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。

所述的系统，其中，还包括：

用于反射所述泵浦激光光束的反射镜，用于将反射镜反射的激光光束进行分束的分光镜，所述反射镜、分光镜依次设置于所述泵浦光源与所述开关之间。

所述的系统，其中，还包括；

用于将光信号转换为电信号输入所述同步机的光电管，所述光电管与所述同步机信号连接。

所述的系统，其中，所述开关包括，第一开关和第二开关；所述偏振片包括，第一偏振片、第二偏振片和第三偏振片；所述半波片包括第一半波片和第二半波片；

经过所述分光镜的泵浦激光光束分为第一透射光束和第一反射光束；所述第一反射光束进入所述第一开关；

第一开关，所述第一开关不工作时，所述第一反射光束经过所述第一开关透射后，得到第二透射光束，所述第一开关工作时，改变所述第一反射光束的偏振态，得到第四透射光束；

第一偏振片，所述第二透射光束经过所述第一偏振片透射后，得到第三透射光束，所述第四透射光束经过所述第一偏振片反射后，得到第二反射光束；

第一半波片，改变所述第三透射光束的偏振态，得到第一路泵浦光束；

第一光参量振荡器，由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成，通过第一路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；

第二开关，所述第二开关不工作时，所述第二反射光束经过所述第二开关透射后，得到第五透射光束，所述第二开关工作时，改变所述第二反射光束的偏振态，得到第六透射光束；

第二偏振片，所述第五透射光束经过所述第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束，所述第六投射光束经过所述第二偏振片透射后，得到第七透射光束；

第二光参量振荡器，由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成，通过第二路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；

第二半波片，改变所述第七透射光束的偏振态，得到第八透射光束；

第三偏振片，所述第八透射光束经过所述第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。

第三光参量振荡器，由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成，通过第三路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；

所述的系统，其中，非线性晶体为BaGa4Se7晶体。

所述的系统，其中，还包括：

用于控制所述泵浦光源的输出、控制所述同步机输出的控制器，所述控制器与所述泵浦光源和同步机电连接。

一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：

泵浦光源输出连续激光光束；

所述激光光束在开关不工作时，依次经过所述开关透射、第一偏振片透射和半波片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；

第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述激光光束在所述开关工作时，依次经过所述开关改变偏振方向、第一偏振片反射和第二偏振片透射后，得到第二路泵浦光束；

第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

其中，通过同步机控制所述开关的通断。

一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：

泵浦光源输出脉冲激光光束；

所述脉冲激光光束依次经过反射镜反射、分光镜分光后得到第一透射光束和第一反射光束；

通过光电管将所述第一透射光束转换为电信号，传入同步机内建立时钟；

所述同步机控制第一开关不工作时，所述第一反射光束依次经过第一开关透射、第一偏振片透射和第一偏振片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；

第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述同步机控制第一开关工作、第二开关不工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关透射和第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束；

第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述同步机控制第一开关工作、第二开关工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关改变偏振方向、第二偏振片透射、第二半波片改变偏振方向和第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。

第三路泵浦光束注入由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成的第三光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出。

一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其中，包括：

泵浦光源输出激光光束；

控制开关不工作并且处于半波片状态，所述激光光束通过所述开关，得到第一偏振光束和第一透射光束，通过调整所述开关的输入电压来调整所述第一偏振光束和所述第一透射光束的转换比例，控制依次经过所述开关、第一偏振片和半波片得到的第一路泵浦光束的输出功率，和，依次经过所述开关、所述第一偏振片和第二偏振片得到的第二路泵浦光束的输出功率。

本公开实施例提供的同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统及其控制方法，可以实现以下技术效果：

本方法采用电光开关进行控制，进行时分复用多路泵浦光参量振荡，可以快速的对泵浦光输出进行调节，满足泵浦要求，且仅需要单路的功率即可以满足多路激光输出的需求，使得整个系统结构简单、操作方便、成本低。

本系统采用高速电光开关，可以实现对泵浦激光的高速切换；本系统可以对每一路激光输出功率进行高精度控制，满足不同应用需求。

本系统可以对连续激光进行控制，通过同步机内时钟对输出进行控制。

采用分光耦合进入光电管的方式，可以满足脉冲泵浦激光的高精度要求，还可以进行降频泵浦，可以对激光脉冲的输出进行灵活控制。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的三路输出多谱段光参量振荡光源系统结构示意图；

图2是本公开实施例提供的四路输出多谱段光参量振荡光源系统结构示意图；

图3是本公开实施例提供的同步机内时钟控制激光泵浦输出光参量振荡光源系统结构示意图。

附图中：01-控制器、10-泵浦光源、11-反射镜、12-分光镜、131-第一半波片、132-第二半波片、20-同步机、201-光电管、211-第一开关驱动器、212-第二开关驱动器、213-第三开关驱动器、221-第一开关、222-第二开关、223-第三开关、231-第一偏振片、232-第二偏振片、233-第三偏振片、234-第四偏振片、31-第一前腔镜、32-第一非线性晶体、33-第一输出镜、41-第二前腔镜、42-第二非线性晶体、43-第二输出镜、51-第三前腔镜、52-第三非线性晶体、53-第三输出镜、61-第四前腔镜、62-第四非线性晶体、63-第四输出镜。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，包括：

控制器，其用于对泵浦光源和同步机进行控制；

泵浦光源，其用于输出泵浦激光，输出激光为线偏振光，输出激光光束为平行光束，输出激光模式为脉冲激光或者连续激光；

同步机，其用于提供同步信号，具有多个输出通道，每一路输出根据控制器的设定输出电平信号，同步机用于对开关驱动器提供触发电平；同步机有两种时钟模式，一种是内时钟，一种是根据从光电管输入电信号建立时钟；

光电管，其用于将光信号转换为电信号，具体的对于从分光镜分出的泵浦光束，将其从光信号转换为电信号，其将电信号输入同步机，作为同步机的时钟信号；

反射镜，其用于对泵浦光束的反射，其为45°反射镜；

分光镜，其用于对输出泵浦光束进行分束，分出小部分泵浦光束透射进入光电管，对剩余大部分泵浦光束反射；

半波片，其用于对入射泵浦光束改变偏振态，对于入射线偏振光的角度旋转为90°，对于P偏振光转换为S偏振光，对于S偏振光转换为P偏振光；

开关驱动器，其用于对开关提供驱动电流，驱动电流的时间波形根据同步机提供的触发电平进行工作；

开关，其在开关驱动器不工作状态下(无驱动电流)对泵浦光束无影响，泵浦光束可以直接透射；其在开关驱动器工作状态下(有驱动电流)，相当于一个半波片，对入射泵浦光束的偏振方向旋转90°，也就是将对于P偏振光转换为S偏振光，对于S偏振光转换为P偏振光；

偏振片，其对于偏振方向为P偏振的入射泵浦光束进行透射，其对于偏振方向为S偏振的入射泵浦光束进行反射；

前腔镜，作为光参量振荡器的前端腔镜，其对于入射泵浦光高透，对于腔内光参量产生的信号光高反；

非线性晶体，用于进行光参量非线性过程，其对于泵浦光、信号光、闲频光高透；

输出镜，用于激光的输出，其对于泵浦光波长高高反射，可以根据波长需求以及腔型设计对于信号光或者闲频光进行部分反射、部分透射；

在实验过程中，所述的泵浦光束为脉冲激光，所述的光电管接收从分光镜分出的部分泵浦光束，将光信号转换为电信号，再将电信号输入同步机建立时钟信号；

进一步，所述的同步机为所述的开关驱动器提供触发电平信号；

进一步，所述的开关驱动器根据触发电平信号输出驱动电流，为所述的开关提供驱动电流；

进一步，所述的开关根据输入的驱动电流工作。

所述的前腔镜、非线性晶体和输出镜组成光参量振荡器，通过泵浦光的注入并调节腔镜可以进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；所述的第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜，组成第一参量振荡器；所述的第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜，组成第二参量振荡器；所述的第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜，组成第三参量振荡器；

本发明还提供一种多谱段光参量振荡光源方法，包括如下步骤：

S1：控制器控制泵浦光源输出泵浦光束，泵浦光束经过反射镜反射，泵浦光束再经过分光镜进行分光，分出的小部分泵浦光束耦合进入光电管，剩余大部分泵浦光束被反射。

S2：光电管将耦合进入的部分泵浦光束从光信号转换为电信号，再将电信号输入同步机，作为同步机的时钟信号，同步机根据控制器的控制进行各路的信号输出，通过控制器可以快速选择从那一路泵浦输出。

S3：泵浦光1输出，同步机不输出信号，输入的P偏振泵浦光从第一开关透射，再经第一偏振片透射，再经过第一半波片后，转换为S偏振，作为第一路提供泵浦光；泵浦光进入第一参量振荡器，输出第一波段激光。

S4：泵浦光2输出，同步机给第一开关驱动器提供触发高电平信号，第一开关驱动器输出驱动电流，第一开关工作；第二开关不工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关透射，转换为S偏振，再经第一偏振片反射，再经过第二开关透射无变化，再经第二偏振片反射，最后输出S偏振光，作为第二路提供泵浦光，泵浦光进入第二参量振荡器，输出第二波段激光。

S5：泵浦光3输出，同步机给第一开关驱动器提供触发电平，第一开关工作；同步机给第二开关驱动器提供触发高电平信号，第二开关驱动器输出驱动电流，第二开关工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关透射，转换为S偏振，再经第一偏振片反射，再经过第二开关，转换为P偏振，再经第二偏振片透射，在经过第二半波片，转换为S偏振，在经过第三偏振片反射，最后输出S偏振光，作为第三路路提供泵浦光，泵浦光进入第三参量振荡器，输出第三波段激光。

以上三种工作输出模式，通过控制同步机的输出电平信号，可以快速的切换泵浦输出光路，从而对输出波段激光进行切换。

本发明还提供一种控制各路泵浦光输出功率，从而控制各路激光输出功率大小的方法，步骤如下：

1.泵浦光1输出功率大小控制，通过降低第一开关驱动器输出电压，使得进入开关的电压低于半波电压，使得第一开关未工作在半波片状态，从而注入的P偏振泵浦光部分的转换为S偏振光，从而转换后的泵浦光束，P偏振部分从第一偏振片透射，S偏振部分从第一偏振片反射，进而通过调节电压大小来调节转换比例，控制泵浦1的输出功率，从而最终控制第一路激光输出功率大小。

2.泵浦光2输出功率大小控制，在泵浦1输出的过程中，通过调节第一开关驱动输出电压的大小，来调节对偏振光的转换比例，从而注入的P偏振泵浦光部分的转换为S偏振光，从而转换后的泵浦光束，P偏振部分从第一偏振片透射，S偏振部分从第一偏振片反射，进而通过调节电压大小来调节转换比例，控制泵浦2的输出功率，从而最终控制第二路激光输出功率大小。

3.泵浦光3输出功率大小控制，通过调节第二开关驱动输出电压的大小，来调节对偏振光的转换比例，从而注入的P偏振泵浦光部分的转换为S偏振光，从而转换后的泵浦光束，P偏振部分从第二偏振片透射，S偏振部分从第二偏振片反射，进而通过调节电压大小来调节转换比例，控制泵浦3的输出功率，从而最终控制第三路激光输出功率大小。

本发明还提供一种同步机内时钟控制激光各路激光光输出方法，步骤如下：

S1：控制器控制泵浦光源输出泵浦光束；

S2：同步机根据内时钟建立同步时钟信号，作为同步机的时钟信号，同步机根据控制器的控制进行各路的信号输出，通过控制器可以快速选择从哪一路泵浦输出；

S3：泵浦光1输出，同步机不输出信号，输入的P偏振泵浦光从第一开关透射，再经第一偏振片透射，再经过第一半波片后，转换为S偏振，作为第一路提供泵浦光，输出第一波段激光；

S4：泵浦光2输出，同步机给第一开关驱动器提供触发高电平信号，第一开关驱动器输出驱动电流，第一开关工作；第二开关不工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关透射，转换为S偏振，再经第一偏振片反射，再经过第二开关透射无变化，再经第二偏振片反射，最后输出S偏振光，作为第二路提供泵浦光，输出第二波段激光；

S5：泵浦光3输出，同步机给第一开关驱动器提供触发电平，第一开关工作；同步机给第二开关驱动器提供触发高电平信号，第二开关驱动器输出驱动电流，第二开关工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关透射，转换为S偏振，再经第一偏振片反射，再经过第二开关，转换为P偏振，再经第二偏振片透射，在经过第二半波片，转换为S偏振，在经过第三偏振片反射，最后输出S偏振光，作为第三路路提供泵浦光，输出第三波段激光。

具体实施例中，本方法选用泵浦波长1030nm、1053nm、1064nm三种波长。非线性晶体选用BaGa4Se7(BGSe)晶体作为光参量振荡的非线性晶体，其透光光谱宽为0.9μm到12μm，具有高的非线性系统及高的损伤阈值。输入1μm泵浦光，通过选择不同切割角度的晶体，选择合适的腔参数，可以获得从1μm到10μm波段激光输出。

实施例一：

系统结构如图1所示，三路输出(激光波长1064nm，输出10W，重复频率1kHz，单脉冲能量10mJ)；BaGa4Se7(BGSe)晶体，三波长：2.3μm、4.5μm、6μm。

控制器01控制泵浦光源10输出泵浦光束，泵浦光束经过反射镜11反射，泵浦光束再经过分光镜12进行分光，分出的小部分泵浦光束耦合进入光电管201，剩余大部分泵浦光束被反射。

光电管201将耦合进入的部分泵浦光束从光信号转换为电信号，再将电信号输入同步机20，作为同步机的时钟信号，同步机20根据控制器01的控制进行各路的信号输出，通过控制器01可以快速选择从那一路泵浦输出。

泵浦光1输出，同步机20不输出信号，输入的P偏振泵浦光从第一开关221透射，再经第一偏振片231透射，再经过第一半波片131后，转换为S偏振，作为第一路提供泵浦光；泵浦光进入由第一前腔镜31、第一非线性晶体32、第一输出镜33，组成的第一参量振荡器，输出第一波段激光。

泵浦光2输出，同步机20给第一开关驱动器211提供触发高电平信号，第一开关驱动器211输出驱动电流，第一开关221工作；第二开关222不工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关221透射，转换为S偏振，再经第一偏振片231反射，再经过第二开关222透射无变化，再经第二偏振片232反射，最后输出S偏振光，作为第二路泵浦光；泵浦光进入由第二前腔镜41、第二非线性晶体42、第二输出镜43组成的第二参量振荡器，输出第二波段激光。

泵浦光3输出，同步机20给第一开关驱动器211提供触发电平，第一开关221工作；同步机给第二开关驱动器212提供触发高电平信号，第二开关驱动器输出驱动电流，第二开关222工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关221透射，转换为S偏振，再经第一偏振片231反射，再经过第二开关222，转换为P偏振，再经第二偏振片232透射，在经过第二半波片132，转换为S偏振，在经过第三偏振片233反射，最后输出S偏振光，作为第三路泵浦光；泵浦光进入由第三前腔镜51、第三非线性晶体52、第三输出镜53组成的第三参量振荡器，输出第三波段激光。

实施例二：

系统结构如图2所示，四路输出，BaGa4Se7(BGSe)晶体，三波长：2.3μm、4.5μm、6μm、8μm。

第一、二、三波段激光的输出如实施例所述；

泵浦光4输出，同步机20给第一开关驱动器211提供触发电平，第一开关221工作；同步机给第二开关驱动器212提供触发高电平信号，第二开关驱动器输出驱动电流，第二开关222工作；同步机20给第二开关驱动器213提供触发高电平信号，第三开关驱动器213输出驱动电流，第三开关223工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关221透射，转换为S偏振，再经第一偏振片231反射，再经过第二开关222，转换为P偏振，再经第二偏振片232透射，在经过第三开关223，转换为S偏振，在经过第三偏振片233透射，反光镜反射，并经半波片，最后输出S偏振光，作为第四路泵浦光；泵浦光进入由第四前腔镜61、第四非线性晶体62、第四输出镜63组成的第三参量振荡器，输出第三波段激光。

实施例三：

系统结构如图3所示，同步机内时钟控制(无光电管、无双色镜)，三路输出(激光波长1030nm，输出10W，重复频率1kHz，单脉冲能量10mJ)；BaGa4Se7(BGSe)晶体，三波长：2.3μm、4.5μm、6μm。

控制器控制泵浦光源输出泵浦光束；

同步机根据内时钟建立同步时钟信号，作为同步机的时钟信号，同步机根据控制器的控制进行各路的信号输出，通过控制器可以快速选择从哪一路泵浦输出；

泵浦光1输出，同步机20不输出信号，输入的P偏振泵浦光从第一开关221透射，再经第一偏振片231透射，再经过第一半波片131后，转换为S偏振，作为第一路提供泵浦光，泵浦光进入由第一前腔镜31、第一非线性晶体32、第一输出镜33，组成的第一参量振荡器，输出第一波段激光。

泵浦光2输出，同步机20给第一开关驱动器211提供触发高电平信号，第一开关驱动器211输出驱动电流，第一开关221工作；第二开关222不工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关221透射，转换为S偏振，再经第一偏振片231反射，再经过第二开关222透射无变化，再经第二偏振片232反射，最后输出S偏振光，作为第二路提供泵浦光，泵浦光进入由第二前腔镜41、第二非线性晶体42、第二输出镜43，组成的第二参量振荡器，输出第二波段激光。

泵浦光3输出，同步机20给第一开关驱动器211提供触发电平，第一开关221工作；同步机20给第二开关驱动器212提供触发高电平信号，第二开关驱动器212输出驱动电流，第二开关222工作；输入的P偏振泵浦光经过第一开关221透射，转换为S偏振，再经第一偏振片231反射，再经过第二开关222，转换为P偏振，再经第二偏振片232透射，经过第二半波片132，转换为S偏振，反射镜反射，最后输出S偏振光，作为第三路路提供泵浦光，泵浦光进入由第三前腔镜51、第三非线性晶体52、第三输出镜53，组成的第三参量振荡器，输出第三波段激光。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统，其特征在于，包括：

用于输出泵浦激光光束的泵浦光源、沿所述泵浦激光光束的光路依次设置的用于在工作状态下改变入射光束偏振方向的开关、多个用于形成多路泵浦光的偏振片、与开关控制连接用于实现开关工作状态转换的同步机、用于改变经偏振片后泵浦激光光束的偏振态以确保多路泵浦光偏振态一致的半波片、及用于构成光参量振荡器的前腔镜、非线性晶体和输出镜。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

用于反射所述泵浦激光光束的反射镜，用于将反射镜反射的激光光束进行分束的分光镜，所述反射镜、分光镜依次设置于所述泵浦光源与所述开关之间。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括；

用于将光信号转换为电信号输入所述同步机的光电管，所述光电管与所述同步机信号连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关包括，第一开关和第二开关；所述偏振片包括，第一偏振片、第二偏振片和第三偏振片；所述半波片包括第一半波片和第二半波片；

经过所述分光镜的泵浦激光光束分为第一透射光束和第一反射光束；所述第一反射光束进入所述第一开关；

第一开关，所述第一开关不工作时，所述第一反射光束经过所述第一开关透射后，得到第二透射光束，所述第一开关工作时，改变所述第一反射光束的偏振态，得到第四透射光束；

第一偏振片，所述第二透射光束经过所述第一偏振片透射后，得到第三透射光束，所述第四透射光束经过所述第一偏振片反射后，得到第二反射光束；

第一半波片，改变所述第三透射光束的偏振态，得到第一路泵浦光束；

第一光参量振荡器，由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成，通过第一路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；

第二开关，所述第二开关不工作时，所述第二反射光束经过所述第二开关透射后，得到第五透射光束，所述第二开关工作时，改变所述第二反射光束的偏振态，得到第六透射光束；

第二偏振片，所述第五透射光束经过所述第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束，所述第六投射光束经过所述第二偏振片透射后，得到第七透射光束；

第二光参量振荡器，由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成，通过第二路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出；

第二半波片，改变所述第七透射光束的偏振态，得到第八透射光束；

第三偏振片，所述第八透射光束经过所述第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。

第三光参量振荡器，由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成，通过第三路泵浦光束注入进行光参量振荡，从而获得信号激光、闲频光的输出。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，非线性晶体为BaGa4Se7晶体。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

用于控制所述泵浦光源的输出、控制所述同步机输出的控制器，所述控制器与所述泵浦光源和同步机电连接。

7.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其特征在于，包括：

泵浦光源输出连续激光光束；

所述激光光束在开关不工作时，依次经过所述开关透射、第一偏振片透射和半波片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；

第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述激光光束在所述开关工作时，依次经过所述开关改变偏振方向、第一偏振片反射和第二偏振片透射后，得到第二路泵浦光束；

第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

其中，通过同步机控制所述开关的通断。

8.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其特征在于，包括：

泵浦光源输出脉冲激光光束；

所述脉冲激光光束依次经过反射镜反射、分光镜分光后得到第一透射光束和第一反射光束；

通过光电管将所述第一透射光束转换为电信号，传入同步机内建立时钟；

所述同步机控制第一开关不工作时，所述第一反射光束依次经过第一开关透射、第一偏振片透射和第一偏振片改变偏振方向后，得到第一路泵浦光束；

第一路泵浦光束注入由第一前腔镜、第一非线性晶体、第一输出镜组成的第一光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述同步机控制第一开关工作、第二开关不工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关透射和第二偏振片反射后，得到第二路泵浦光束；

第二路泵浦光束注入由第二前腔镜、第二非线性晶体、第二输出镜组成的第二光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出；

所述同步机控制第一开关工作、第二开关工作时，所述第一反射光束依次经过所述第一开关改变偏振方向、第一偏振片反射、第二开关改变偏振方向、第二偏振片透射、第二半波片改变偏振方向和第三偏振片反射后，得到第三路泵浦光束。

第三路泵浦光束注入由第三前腔镜、第三非线性晶体、第三输出镜组成的第三光参量振荡器进行光参量振荡，获得信号激光、闲频光的输出。

9.一种同源泵浦多谱段光参量振荡光源系统的控制方法，其特征在于，包括：

泵浦光源输出激光光束；

控制开关不工作并且处于半波片状态，所述激光光束通过所述开关，得到第一偏振光束和第一透射光束，通过调整所述开关的输入电压来调整所述第一偏振光束和所述第一透射光束的转换比例，控制依次经过所述开关、第一偏振片和半波片得到的第一路泵浦光束的输出功率，和，依次经过所述开关、所述第一偏振片和第二偏振片得到的第二路泵浦光束的输出功率。

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