CN112186483A - 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔 - Google Patents

一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔 Download PDF

Info

Publication number
CN112186483A
CN112186483A CN202011122694.8A CN202011122694A CN112186483A CN 112186483 A CN112186483 A CN 112186483A CN 202011122694 A CN202011122694 A CN 202011122694A CN 112186483 A CN112186483 A CN 112186483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
volume bragg
bragg grating
grating
volume
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011122694.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张翔
袁孝
张念
高帆
熊宝星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202011122694.8A priority Critical patent/CN112186483A/zh
Publication of CN112186483A publication Critical patent/CN112186483A/zh
Priority to PCT/CN2021/094278 priority patent/WO2022083116A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08086—Multiple-wavelength emission
    • H01S3/0809—Two-wavelenghth emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
    • H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
    • H01S3/1643—YAG

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，涉及激光技术领域。该双波长谐振腔包括：第一至第四体布拉格光栅；第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅间隔设置；第三体布拉格光栅的反射光光路与第一体布拉格光栅的衍射光光路重合；第四体布拉格光栅的反射光光路与第二体布拉格光栅的衍射光光路重合；第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅位于泵浦光的出射光路上；第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅输出双波长激光。本发明将体布拉格光栅分别作为反射镜和输出镜，利用体布拉格光栅协调谐振腔内两种激光振荡波长之间的增益竞争，实现稳定、均衡的双波长激光输出。

Description

一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
技术领域
本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔。
背景技术
由于双波长激光器具有结构简单紧凑、效率高和输出光束质量好等优点，近年来，激光通信、特征识别、干涉彩虹全息以及精细激光光谱等越来越多的领域对双波长激光器的需求越来越大，使双波长激光器具有广阔的应用前景。
双波长激光器是利用固体作为工作物质产生激光的器件，它包括谐振腔、泵浦源和工作物质三个主要组成部分。谐振腔是为光波来回振荡提供反馈的空腔，通常由两块与工作物质轴线垂直的反射镜构成，光线在稳定的谐振腔内往返多次也不会逸出腔外。
目前，双波长激光器多为固体激光器，如普通的调Q双波长激光器采用单一激光增益介质从输出镜获得双波长激光同时输出，但当两种波长激光在同一增益介质中产生时，两种波长激光的跃迁谱线之间存在着激烈的增益竞争，影响了激光输出的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，将体布拉格光栅作为输出镜(光谱选择元件)协调谐振腔内两种激光振荡波长之间的增益竞争，实现稳定、均衡的双波长激光输出。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，包括：第一对体布拉格光栅和第二对体布拉格光栅；所述第一对体布拉格光栅包括第一体布拉格光栅和第三体布拉格光栅，所述第二对体布拉格光栅包括第二体布拉格光栅和第四体布拉格光栅；
所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均位于泵浦光的出射光路上；
所述第一体布拉格光栅与所述第二体布拉格光栅间隔设置，且所述泵浦光位于所述第一体布拉格光栅所处平面与所述第二体布拉格光栅所处平面之间；
所述第三体布拉格光栅位于所述第一体布拉格光栅的衍射光路上；所述第三体布拉格光栅所处平面与所述第一体布拉格光栅所处平面的夹角为第一预设角度，且所述第三体布拉格光栅的反射光光路与所述第一体布拉格光栅的衍射光光路重合；
所述第四体布拉格光栅位于所述第二体布拉格光栅的衍射光路上；所述第四体布拉格光栅所处平面与所述第二体布拉格光栅所处平面的夹角为第二预设角度，且所述第四体布拉格光栅的反射光光路与所述第二体布拉格光栅的衍射光光路重合；
所述第一体布拉格光栅用于输出符合所述第一体布拉格光栅的第一预设透射条件的光，以及衍射未符合所述第一预设透射条件的光；
所述第二体布拉格光栅用于输出符合所述第二体布拉格光栅的第二预设透射条件的光，以及衍射未符合所述第二预设透射条件的光；
所述第三体布拉格光栅用于反射符合所述第三体布拉格光栅的第三预设反射条件的光；
所述第四体布拉格光栅用于反射符合所述第四体布拉格光栅的第四预设反射条件的光。
可选的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均为透射型体布拉格光栅；
所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅均为反射型体布拉格光栅。
可选的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅的光栅周期相同。
可选的，所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅的光栅周期相同。
可选的，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅的光栅厚度相同。
可选的，所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅的光栅厚度相同。
可选的，所述第三体布拉格光栅与所述第一体布拉格光栅之间的距离等于所述第四体布拉格光栅与所述第二体布拉格光栅之间的距离。
可选的，所述双波长谐振腔还包括：激光增益物质；所述激光增益物质用于放大所述双波长谐振腔中的光。
可选的，所述激光增益物质采用掺钕钇铝石榴石激光晶体或掺镱钇铝石榴石激光晶体。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔。该双波长谐振腔包括：第一对体布拉格光栅和第二对体布拉格光栅；第一对体布拉格光栅包括第一体布拉格光栅和第三体布拉格光栅，第二对体布拉格光栅包括第二体布拉格光栅和第四体布拉格光栅；第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅均位于泵浦光的出射光路上；第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅间隔设置，且泵浦光位于第一体布拉格光栅所处平面与第二体布拉格光栅所处平面之间；第三体布拉格光栅位于第一体布拉格光栅的衍射光路上；第三体布拉格光栅所处平面与第一体布拉格光栅所处平面的夹角为第一预设角度，且第三体布拉格光栅的反射光光路与第一体布拉格光栅的衍射光光路重合；第四体布拉格光栅位于第二体布拉格光栅的衍射光路上；第四体布拉格光栅所处平面与第二体布拉格光栅所处平面的夹角为第二预设角度，且第四体布拉格光栅的反射光光路与第二体布拉格光栅的衍射光光路重合；第一体布拉格光栅用于输出符合第一体布拉格光栅的第一预设透射条件的光，以及衍射未符合第一预设透射条件的光；第二体布拉格光栅用于输出符合第二体布拉格光栅的第二预设透射条件的光，以及衍射未符合第二预设透射条件的光；第三体布拉格光栅用于反射符合第三体布拉格光栅的第三预设反射条件的光；第四体布拉格光栅用于反射符合第四体布拉格光栅的第四预设反射条件的光。本发明将体布拉格光栅分别作为反射镜和输出镜，利用体布拉格光栅协调谐振腔内两种激光振荡波长之间的增益竞争，实现稳定、均衡的双波长激光输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的双波长谐振腔的结构图；
图2为本发明实施例所提供的体布拉格光栅之间夹角的结构示意图；
图3为本发明实施例所提供的不同光栅厚度的透射型体布拉格光栅的角度选择性模拟曲线图；
图4为本发明实施例所提供的不同光栅周期的透射型体布拉格光栅的角度选择性模拟曲线图；
图5为本发明实施例所提供的不同光栅厚度的反射型体布拉格光栅的波长选择性模拟曲线图；
图6为本发明实施例所提供的不同光栅周期的反射型体布拉格光栅的波长选择性模拟曲线图；
图7为本发明实施例所提供的输出双波长的曲线示意图。
符号说明：TVBG1、第一体布拉格光栅；TVBG2、第二体布拉格光栅；RVBG3、第三体布拉格光栅；RVBG4、第四体布拉格光栅。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，将体布拉格光栅作为输出镜(光谱选择元件)协调谐振腔内两种激光振荡波长之间的增益竞争，实现稳定、均衡的双波长激光输出。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例提供一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，图1为本发明实施例所提供的双波长谐振腔的结构图，参见图1，双波长谐振腔包括：第一对体布拉格光栅和第二对体布拉格光栅；第一对体布拉格光栅包括第一体布拉格光栅TVBG1和第三体布拉格光栅RVBG3，第二对体布拉格光栅包括第二体布拉格光栅TVBG2和第四体布拉格光栅RVBG4。
双波长谐振腔用于形成激光振荡，并输出双波长激光。
第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅均位于泵浦光的出射光路上。
第一体布拉格光栅TVBG1与第二体布拉格光栅TVBG2间隔设置，且泵浦光位于第一体布拉格光栅所处平面与第二体布拉格光栅所处平面之间。第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅倾斜设置，便于泵浦光入射至第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅。
第三体布拉格光栅位于第一体布拉格光栅的衍射光路上；第三体布拉格光栅所处平面与第一体布拉格光栅所处平面的夹角为第一预设角度，且第三体布拉格光栅的反射光光路与第一体布拉格光栅的衍射光光路重合。参见图2，第三体布拉格光栅与第一体布拉格光栅之间的夹角，即第一预设角度θ1的范围为10°～30°。
第四体布拉格光栅位于第二体布拉格光栅的衍射光路上；第四体布拉格光栅所处平面与第二体布拉格光栅所处平面的夹角为第二预设角度，且第四体布拉格光栅的反射光光路与第二体布拉格光栅的衍射光光路重合。参见图2，第四体布拉格光栅与第二体布拉格光栅之间的夹角，即第二预设角度θ2的范围为10°～30°。
第一体布拉格光栅用于输出符合第一体布拉格光栅的第一预设透射条件的光，以及衍射未符合第一预设透射条件的光。
第二体布拉格光栅用于输出符合第二体布拉格光栅的第二预设透射条件的光，以及衍射未符合第二预设透射条件的光。
第三体布拉格光栅用于反射符合第三体布拉格光栅的第三预设反射条件的光。第三体布拉格光栅还用于过滤不符合第三预设反射条件的光。
第四体布拉格光栅用于反射符合第四体布拉格光栅的第四预设反射条件的光。第四体布拉格光栅还用于过滤不符合第四预设反射条件的光。
第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅倾斜放置，且保证经第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅输出的衍射光正入射第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅。
第一体布拉格光栅TVBG1和第二体布拉格光栅TVBG2均为透射型体布拉格光栅。
第三体布拉格光栅RVBG3和第四体布拉格光栅RVBG4均为反射型体布拉格光栅。
每对体布拉格光栅在谐振腔内对齐并均可作为双波长谐振腔的反射腔镜和输出腔镜，即第一体布拉格光栅TVBG1和第三体布拉格光栅RVBG3在谐振腔内对齐并组成谐振腔的反射镜1，同时反射镜1也可作为输出耦合镜1；第二体布拉格光栅TVBG2和第四体布拉格光栅RVBG4在谐振腔内对齐并组成谐振腔的反射镜2，同时反射镜2也可作为输出耦合镜2。反射镜1(输出耦合镜1)和反射镜2(输出耦合镜2)为组合式的反射型体布拉格光栅和透射型体布拉格光栅。
光的传播路径为：泵浦光从谐振腔的侧端注入，并以布拉格角度入射到第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅并分别经第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅衍射，第一体布拉格光栅的衍射光进入第三体布拉格光栅，符合第三预设反射条件的衍射光由第三体布拉格光栅衍射(反射)，第三体布拉格光栅的衍射光沿第一体布拉格光栅的衍射光光路返回进入第一体布拉格光栅；第二体布拉格光栅的衍射光进入第四体布拉格光栅，符合第四预设反射条件的衍射光由第四体布拉格光栅衍射(反射)；第四体布拉格光栅的衍射光沿第二体布拉格光栅的衍射光光路返回进入第二体布拉格光栅；第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅分别对第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅返回的衍射光进行再次衍射后进入第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅，使光形成振荡，反射型布拉格光栅的透射光基于光栅的波长选择后输出。本实施例的泵浦光为辐射光。不符合第三预设反射条件和第四预设反射条件的衍射光分别被第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅过滤出双波长谐振腔。第一预设反射条件、第二预设反射条件、第三预设反射条件和第四预设反射条件均由对应的体布拉格光栅的波长选择参数确定。
第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅的光栅周期相同，或者第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅的光栅厚度相同。
第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的光栅周期相同，或者第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的光栅厚度相同。
第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅均为均匀周期光栅且均为位相型体布拉格光栅，即第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅为位相型体布拉格光栅的透射型体布拉格光栅，第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅为位相型体布拉格光栅的反射型体布拉格光栅，且第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅周期性均匀。
第三体布拉格光栅RVBG3与第一体布拉格光栅TVBG1之间的距离等于第四体布拉格光栅RVBG4与第二体布拉格光栅TVBG2之间的距离。两对体布拉格光栅的位置如图1所示，L1+L2＝L1+L3，并且第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的放置位置能够使第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅的衍射光作为第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的入射光分别入射到第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅，同时第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的衍射光能够按照第一体布拉格光栅和第二体布拉格光栅的衍射光的路径原路返回。其中，L1表示第一体布拉格光栅与第二体布拉格光栅之间的距离，L2表示第一体布拉格光栅与第三体布拉格光栅之间的距离，L3表示第二体布拉格光栅与第四体布拉格光栅之间的距离。
双波长谐振腔还包括：激光增益物质；激光增益物质用于放大双波长谐振腔中的光。本实施例的第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅均位于同一种激光增益物质中。
激光增益物质采用掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)激光晶体或掺镱钇铝石榴石(Yb：YAG)激光晶体或其他激光晶体。
体布拉格光栅由光致热敏折射率玻璃制成，光致热敏折射率玻璃为掺杂有铈、银以及氟的硅酸盐玻璃。
本实施例的双波长谐振腔主要针对红外光进行腔内振荡。
第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅均具有优秀的角度选择性、波长选择性以及很高的衍射效率，被认为是理想的波长和角度选择器件，具有很高的可调性。体布拉格光栅的入射角、衍射角、中心波长和角度(光谱)选择性这些参数，可以通过改变体布拉格光栅的光栅厚度、折射率调制度、光栅周期和光栅矢量倾斜角这些光栅结构参数来进行调节。其中，入射角满足光栅布拉格角条件；衍射角满足布拉格条件：cos(φ-θ)＝K/β，其中φ为光栅矢量倾斜角，光栅矢量倾斜角φ控制在0°～90°，θ为入射光对应的入射角，K为光栅矢量，β为光栅内光的平均传播常数；中心波长为400nm-2000nm，可调谐选择；光栅厚度大于0.5mm；光栅周期的范围为0.1微米～6微米；折射率调制度大于10ppm。光栅矢量倾斜角是指光栅条纹面垂直于入射面，并以φ角相对于介质边界倾斜的角度。
第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的优秀的光学性能主要表现在：
(1)透射型体布拉格光栅的波长选择性达0.3nm～20nm，反射型体布拉格光栅的波长选择性达0.01nm～10nm；
(2)透射型体布拉格光栅的角度选择性达0.1mrad～10mrad，反射型体布拉格光栅的角度选择性达10mrad～100mrad；
(3)透射型体布拉格光栅的衍射效率在633nm到1550nm的波长范围内可达到99％，反射型体布拉格光栅的衍射效率在633nm到1550nm的波长范围内可达到97％，所以单个体布拉格光栅在633nm到1550nm的波长范围内的衍射效率高；
(4)损伤阈值高，对于激光脉宽为1ns的YAG(yttrium aluminum garnet，钇铝石榴石)激光，损伤阈值可以达到7J/cm2～10J/cm2；对于激光脉宽为8ns～10ns的YAG激光损伤阈值可达30J/cm2～40J/cm2；
(5)损耗小，体布拉格光栅的损耗小于2.5％。
体布拉格光栅具有极好的角度选择性和波长选择性，利用透射型体布拉格光栅的角度选择性和反射型体布拉格光栅的波长选择性的配合窄化光束带宽，通过调节透射型体布拉格光栅的角度选择性和反射型体布拉格光栅的波长选择性使波长带宽相交的部分可以产生小于或等于纵模间隔的光滤波器，选出所需纵模。正是由于透射型体布拉格光栅和反射型体布拉格光栅的组合结构构成的窄带滤波器能够进行纵模选择，所以透射型体布拉格光栅和反射型体布拉格光栅的组合结构可以作为双波长谐振腔。
根据体布拉格光栅衍射理论，体布拉格光栅的衍射特性与光栅周期、光栅厚度以及折射率调制度密切相关，双波长激光器的工作波长与光栅周期对应，且满足布拉格条件，光栅厚度与折射率调制度相互匹配实现体布拉格光栅具有特定衍射效率和光谱选择性。一般地，对于透射型体布拉格光栅，其衍射效率随光栅厚度与折射率调制度的乘积增大而且在0％～100％范围内呈周期性变化，其光谱选择性随光栅厚度和折射率调制度的增大而减小；对于反射型体布拉格光栅，其衍射效率随光栅厚度与折射率调制度的乘积增大不断增大，最终趋于100％，其光谱选择性随光栅厚度和折射率调制度的增大而减小。
图3为在入射波长为1064nm，光栅厚度d分别为2.5mm和3.5mm时，第一体布拉格光栅或第二体布拉格光栅的角度选择性模拟曲线图。图3中第一体布拉格光栅或第二体布拉格光栅的参数为：布拉格波长为1064nm，光栅周期为3μm，光栅矢量倾斜角为90°。当波长一定时，体布拉格光栅的入射光束不满足布拉格条件，即偏离布拉格角，此时体布拉格光栅具有角度选择性。
图4为在入射波长为1064nm，光栅周期Λ分别为2μm和3μm时，第一体布拉格光栅或第二体布拉格光栅的角度选择性模拟曲线图。图4中第一体布拉格光栅或第二体布拉格光栅的参数为：布拉格波长为1064nm，光栅厚度为2.5mm，光栅矢量倾斜角为90°。
图5为在入射波长为1064nm，光栅厚度d分别为4mm和5mm时，第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的波长选择性模拟曲线图。图5中第三体布拉格光栅或第四体布拉格光栅的参数为：布拉格波长为1064nm，光栅周期为0.6μm，光栅矢量倾斜角为90°。
图6为在入射波长为1064nm，光栅周期Λ分别为0.5μm和0.6μm时，第三体布拉格光栅和第四体布拉格光栅的波长选择性模拟曲线图。图6中第三体布拉格光栅或第四体布拉格光栅的参数为：布拉格波长为1064nm，光栅厚度为5mm，光栅矢量倾斜角为90°。
图7为在入射波长为1064nm时，本发明双波长谐振腔输出的双波长的曲线示意图，使用半峰全宽表示输出波长的宽度，双波长输出的半峰全宽均为0.5nm，曲线1表示中心波长为1063.2nm的输出波长，曲线2表示中心波长为1064.8nm的输出波长。
本发明采用两对体布拉格光栅的谐振腔结构，在两个方向上同时输出激光，结构简单，容易实现；通过调整体布拉格光栅的光栅结构参数可以实现第一体布拉格光栅输出的波长与第二体布拉格光栅输出的波长的波长差为几纳米甚至更低的双波长双端输出，同时通过体布拉格光栅滤除光束中的中高频成份以及波前优化可对输出光束质量进行优化，扩展了双波长激光器的光学谐振腔的设计领域；通过透射型体布拉格光栅和反射型体布拉格光栅的组合结构，且控制各体布拉格光栅的结构参数(厚度和周期)，实现透射型体布拉格光栅的角度选择性和反射型体布拉格光栅的波长选择性的配合窄化光束带宽；简化了纵模激光器的结构，提高了抗干扰能力具有大功率输出的潜能；透射型体布拉格光栅的角度选择性可限制腔内的光束发散角，利于实现大横模直径和大能量的输出。另外本发明采用光致热敏折射率玻璃作为制备光栅的材料，可承载的激光功率高；且不改变辐射光的偏振态，稳定性好和抗干扰能力强使得体布拉格光栅受温度影响小，损耗小且损伤阈值高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，包括：第一对体布拉格光栅和第二对体布拉格光栅；所述第一对体布拉格光栅包括第一体布拉格光栅和第三体布拉格光栅，所述第二对体布拉格光栅包括第二体布拉格光栅和第四体布拉格光栅；
所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均位于泵浦光的出射光路上；
所述第一体布拉格光栅与所述第二体布拉格光栅间隔设置，且所述泵浦光位于所述第一体布拉格光栅所处平面与所述第二体布拉格光栅所处平面之间；
所述第三体布拉格光栅位于所述第一体布拉格光栅的衍射光路上；所述第三体布拉格光栅所处平面与所述第一体布拉格光栅所处平面的夹角为第一预设角度，且所述第三体布拉格光栅的反射光光路与所述第一体布拉格光栅的衍射光光路重合；
所述第四体布拉格光栅位于所述第二体布拉格光栅的衍射光路上；所述第四体布拉格光栅所处平面与所述第二体布拉格光栅所处平面的夹角为第二预设角度，且所述第四体布拉格光栅的反射光光路与所述第二体布拉格光栅的衍射光光路重合；
所述第一体布拉格光栅用于输出符合所述第一体布拉格光栅的第一预设透射条件的光，以及衍射未符合所述第一预设透射条件的光；
所述第二体布拉格光栅用于输出符合所述第二体布拉格光栅的第二预设透射条件的光，以及衍射未符合所述第二预设透射条件的光；
所述第三体布拉格光栅用于反射符合所述第三体布拉格光栅的第三预设反射条件的光；
所述第四体布拉格光栅用于反射符合所述第四体布拉格光栅的第四预设反射条件的光。
2.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅均为透射型体布拉格光栅；
所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅均为反射型体布拉格光栅。
3.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅的光栅周期相同。
4.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅的光栅周期相同。
5.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第一体布拉格光栅和所述第二体布拉格光栅的光栅厚度相同。
6.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第三体布拉格光栅和所述第四体布拉格光栅的光栅厚度相同。
7.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述第三体布拉格光栅与所述第一体布拉格光栅之间的距离等于所述第四体布拉格光栅与所述第二体布拉格光栅之间的距离。
8.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述双波长谐振腔还包括：激光增益物质；所述激光增益物质用于放大所述双波长谐振腔中的光。
9.根据权利要求8所述的基于体布拉格光栅的双波长谐振腔，其特征在于，所述激光增益物质采用掺钕钇铝石榴石激光晶体或掺镱钇铝石榴石激光晶体。
CN202011122694.8A 2020-10-20 2020-10-20 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔 Pending CN112186483A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011122694.8A CN112186483A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
PCT/CN2021/094278 WO2022083116A1 (zh) 2020-10-20 2021-05-18 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011122694.8A CN112186483A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112186483A true CN112186483A (zh) 2021-01-05

Family

ID=73923565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011122694.8A Pending CN112186483A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112186483A (zh)
WO (1) WO2022083116A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113916512A (zh) * 2021-12-14 2022-01-11 中北大学 一种大面积体布拉格光栅的反射率测试装置与方法
WO2022083116A1 (zh) * 2020-10-20 2022-04-28 苏州大学 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
CN117293636A (zh) * 2023-11-27 2023-12-26 长春理工大学 一种双梳中红外振荡器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200835097A (en) * 2007-02-01 2008-08-16 Univ Nat Central A device of Volume Bragg grating (VBG) laser reflector
CN101614879B (zh) * 2009-07-24 2011-01-26 北京工业大学 窄带光滤波器
WO2019096408A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-23 Cobolt Ab External cavity diode laser arrangement
CN209358057U (zh) * 2019-03-19 2019-09-06 湖南理工学院 一种调q的固体双波长激光器
CN110011169A (zh) * 2019-05-27 2019-07-12 青岛镭视光电科技有限公司 自倍频激光发生装置及激光器
CN112186483A (zh) * 2020-10-20 2021-01-05 苏州大学 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
CN212991569U (zh) * 2020-10-20 2021-04-16 苏州大学 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022083116A1 (zh) * 2020-10-20 2022-04-28 苏州大学 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
CN113916512A (zh) * 2021-12-14 2022-01-11 中北大学 一种大面积体布拉格光栅的反射率测试装置与方法
CN117293636A (zh) * 2023-11-27 2023-12-26 长春理工大学 一种双梳中红外振荡器
CN117293636B (zh) * 2023-11-27 2024-02-23 长春理工大学 一种双梳中红外振荡器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022083116A1 (zh) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112186483A (zh) 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
US7177340B2 (en) Extended cavity laser device with bulk transmission grating
US7567608B2 (en) Volume Bragg grating laser mirror device
CN100377451C (zh) 固态激光发生器
EP0812484B1 (en) Polarized fiber laser source
US20040131093A1 (en) Laser device for nonlinear conversion of light
WO2009116971A1 (en) Method and apparatus for wavelength tuning laser diodes
EP0639299A1 (en) Tunable solid state laser
CN104953461A (zh) 一种基于扭摆模腔和体光栅的固体激光器
CN216850735U (zh) 一种窄线宽双波长固体激光器
US20210391683A1 (en) Laser device
US5148441A (en) Solid state laser
CN212991569U (zh) 一种基于体布拉格光栅的双波长谐振腔
CN117578187A (zh) 一种基于宽带增益谱的可见光单频激光器
US20130208754A1 (en) Laser apparatus, component, method and applications
EP1870973A1 (en) Laser beam generation device and generation method
CN105071211A (zh) 一种基于外腔结构的双波长可调谐激光装置
CN109510059B (zh) 一种输出长脉冲的调q激光器
CN103814488B (zh) 一种外腔激光器
CN217984056U (zh) 一种高稳定性双波长输出单频拉曼激光器
JPH05226749A (ja) 波長可変レーザー装置
US7382808B1 (en) Apparatus and method for spatial mode selection of planar waveguide and thin slab lasers in the large cross section size direction
CN117578178B (zh) 一种单频宽调谐内腔式拉曼激光器
JPH09331097A (ja) 固体レーザ装置
JP2566037B2 (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination