CN114389134B - 共腔双波长连续激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了共腔双波长连续激光器，包括：LD模块、准直镜、聚焦镜、凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜、折镜、二向色镜、倍频晶体和全反镜；在LD模块的右侧设置准直镜和聚焦镜；在聚焦镜的右侧设置凹面镜；在凹面镜的右侧设置激光晶体；在激光晶体的右侧设置声光调制器；在声光调制器的右侧设置1064nm输出镜；在声光调制器的右下方设置折镜、二向色镜、全反镜和设置在全反镜和二向色镜之间设置倍频晶体。本装置通过控制声光调制器使基频光偏转，偏转后的基频光将由在凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜组成的谐振腔内振荡，变为在凹面镜、激光晶体、声光调制器、折镜、二向色镜、全反镜组成的谐振腔内振荡，且振荡光倍频产生532nm绿光。

Description

共腔双波长连续激光器
技术领域
本发明涉及双波长激光器技术领域，尤其是涉及共腔双波长连续激光器。
背景技术
现有的双波长1064nm、532nm激光器获得双波长输出的方式主要有两种：控制腔内倍频的效率，使部分1064nm激光倍频产生532nm激光，未经倍频的1064nm激光直接输出。另外一种方式采用腔外倍频的方式，通过控制1064nm激光是否通过倍频晶体决定是否输出532nm激光。传统的双波长输出结构，输出比固定。一旦机器定型，调节泵浦光功率基频光以及倍频光将同时升高或降低。
发明内容
本发明的目的在于提供共腔双波长连续激光器。
为实现上述目的，本发明采用以下内容：
共腔双波长连续激光器，包括：LD模块、准直镜、聚焦镜、凹面镜、激光晶体、声光调制器、1064nm输出镜、折镜、二向色镜、倍频晶体和全反镜；在所述LD模块的右侧设置准直镜；在所述准直镜的右侧设置聚焦镜；在所述聚焦镜的右侧设置凹面镜；在所述凹面镜的右侧设置激光晶体；在所述激光晶体的右侧设置声光调制器；在所述声光调制器的右侧设置1064nm输出镜；在所述声光调制器的右下方设置折镜；在所述折镜的下方设置二向色镜；在所述二向色镜的下端设置全反镜，且在全反镜和二向色镜之间设置倍频晶体；
所述凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜组成的谐振腔输出1064nm波长的激光；
所述凹面镜、激光晶体、声光调制器、折镜、二向色镜、全反镜和倍频晶体组成的谐振腔输出532nm波长的激光。
优选的是，所述凹面镜的左侧端面镀有808nm增透膜，右侧端面镀有1064nm的高反膜和808nm增透膜；所述输出镜上镀有反射率为80％的1064nm反射膜；所述折镜上镀有1064nm高反膜；所述二向色镜的一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有532nm高反膜和1064nm增透膜；所述全反镜上镀有1064nm和532nm高反膜。
优选的是，所述激光晶体为Nd:YV04激光晶体。
优选的是，所述1064nm输出镜、折镜、二向色镜和全反镜均为平面镜。
本发明具有以下优点：
1、本装置结构简单，设计合理，操作便利，工作效率高，通过控制声光调制器使基频光偏转，偏转后的基频光将由在凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜组成的谐振腔内振荡，变为在凹面镜、激光晶体、声光调制器、折镜、二向色镜、全反镜和倍频晶体组成的谐振腔内振荡，且振荡光倍频产生532nm绿光。
2、本装置的两个谐振腔共同使用腔镜、凹面镜以及激光晶体，在需要不同波长输出的时候，使用不同的谐振腔，两个谐振腔通过设计均能满足最高的泵浦转换效率以及倍频效率。
3、本装置在需要同时输出基频光以及倍频光时，只需要控制声光调制器的偏转效率，即获得不同比值的基频光和倍频光输出。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明共腔双波长连续激光器的结构示意图。
图中，各附图标记为：
1-LD模块，2-准直镜，3-聚焦镜，4-凹面镜，5-激光晶体，6-声光调制器，7-1064nm输出镜，8-折镜，9-二向色镜，10-倍频晶体，11-全反镜。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，共腔双波长连续激光器包括：
LD模块1，以光纤耦合的方式传输泵浦光；
准直镜2，将光纤输出的泵浦光准直；
聚焦镜3，将准直后的泵浦光聚焦在激光晶体上；
凹面镜4，左侧端面镀有808nm增透膜，右侧端面镀有1064nm的高反膜和808nm增透膜；
激光晶体5，为Nd:YVO4激光晶体，将泵浦光转换为1064nm激光输出；
声光调制器6，在驱动器给其加载射频信号时，其声光换能器将其转换为超声波，在声光晶体内形成固定光栅，利用布拉格衍射使入射光偏转固定的角度；1064nm输出镜7，在其上镀有1064nm反射膜，反射率为80％；
折镜8，为1064nm高反镜；
二向色镜9，在镜片一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有532nm高反膜和1064nm增透膜，其作用为将倍频出的532nm激光输出腔外；
倍频晶体10，利用非线性效应将1064nm基频光倍频为532nm激光；
全反镜11，在其上镀有1064nm和532nm高反膜；
在LD模块1的右侧设置准直镜2，在准直镜2的右侧设置聚焦镜3，在聚焦镜3的右侧设置凹面镜4，在凹面镜4的右侧设置激光晶体5，在激光晶体5的右侧设置声光调制器6，在声光调制器6的右侧设置1064nm输出镜7，在声光调制器6的右下方设置折镜8，在折镜8的下方设置二向色镜9，在二向色镜9的下端设置全反镜11，且在全反镜11和二向色镜9之间设置倍频晶体10；
所述凹面镜4、激光晶体5、1064nm输出镜7组成的谐振腔输出1064nm的波长；
所述凹面镜4、激光晶体5、声光调制器6、折镜8、二向色镜9、全反镜11和倍频晶体10组成的谐振腔输出532nm的波长。
进一步地，所述1064nm输出镜7、折镜8、二向色镜9和全反镜11均为平面镜。
本装置的工作原理：使用时，LD模块以光纤耦合的方式传输，通过准直镜和聚焦镜将泵浦光耦合进激光晶体内，通过控制声光调制器6使基频光偏转，偏转后的基频光将由在凹面镜4、激光晶体5、1064nm输出镜7组成的谐振腔内振荡变为在凹面镜4、激光晶体5、声光调制器6、折镜8、二向色镜9、全反镜11和倍频晶体10组成的谐振腔内振荡，且振荡光倍频产生532nm绿光；两个谐振腔共同使用腔镜凹面镜4以及激光晶体5，在需要不同波长输出的时候，使用不同的谐振腔，两个谐振腔通过设计均能满足最高的泵浦转换效率以及倍频效率；在需要同时输出1064nm以及532nm激光时，只需要控制声光调制器6的偏转效率，即获得不同比值的基频光和倍频光输出。
当声光调制器6未工作时，1064nm激光将在凹面镜4和1064nm输出镜7组成的谐振腔内振荡，并通过1064nm输出镜7输出腔外。
当声光调制器6工作时，1064nm基模光将会在凹面镜4、折镜8、二向色镜9和全反镜11组成的谐振腔内振荡，并通过倍频晶体10产生532nm绿光，再经过二向色镜9输出腔外。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.共腔双波长连续激光器，其特征在于，包括：LD模块、准直镜、聚焦镜、凹面镜、激光晶体、声光调制器、1064nm输出镜、折镜、二向色镜、倍频晶体和全反镜；在所述LD模块的右侧设置准直镜；在所述准直镜的右侧设置聚焦镜；在所述聚焦镜的右侧设置凹面镜；在所述凹面镜的右侧设置激光晶体；在所述激光晶体的右侧设置声光调制器；在所述声光调制器的右侧设置1064nm输出镜；在所述声光调制器的右下方设置折镜；在所述折镜的下方设置二向色镜；在所述二向色镜的下端设置全反镜，且在全反镜和二向色镜之间设置倍频晶体；
所述凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜组成的谐振腔输出1064nm波长的激光；
所述凹面镜、激光晶体、声光调制器、折镜、二向色镜、全反镜和倍频晶体组成的谐振腔输出532nm波长的激光；
使用时，LD模块以光纤耦合的方式传输，通过准直镜和聚焦镜将泵浦光耦合进激光晶体内，通过控制声光调制器使基频光偏转，偏转后的基频光将由在凹面镜、激光晶体、1064nm输出镜组成的谐振腔内振荡变为在凹面镜、激光晶体、声光调制器、折镜、二向色镜、全反镜和倍频晶体组成的谐振腔内振荡，且振荡光倍频产生532nm绿光；两个谐振腔共同使用凹面镜以及激光晶体，在需要不同波长输出的时候，使用不同的谐振腔，两个谐振腔通过设计均能满足最高的泵浦转换效率以及倍频效率；在需要同时输出1064nm以及532nm激光时，只需要控制声光调制器的偏转效率，即获得不同比值的基频光和倍频光输出；
当声光调制器未工作时，1064nm波长的激光将在凹面镜和1064nm输出镜组成的谐振腔内振荡，并通过1064nm输出镜输出腔外；
当声光调制器工作时，1064nm波长的激光将会在凹面镜、折镜、二向色镜和全反镜组成的谐振腔内振荡，并通过倍频晶体产生532nm波长的激光，再经过二向色镜输出腔外。
2.根据权利要求1所述的共腔双波长连续激光器，其特征在于，所述凹面镜的左侧端面镀有808nm增透膜，右侧端面镀有1064nm的高反膜和808nm增透膜；所述输出镜上镀有反射率为80％的1064nm反射膜；所述折镜上镀有1064nm高反膜；所述二向色镜的一面镀有1064nm增透膜，另一面镀有532nm高反膜和1064nm增透膜；所述全反镜上镀有1064nm和532nm高反膜。
3.根据权利要求1所述的共腔双波长连续激光器，其特征在于，所述激光晶体为Nd:YVO4激光晶体。
4.根据权利要求2所述的共腔双波长连续激光器，其特征在于，所述1064nm输出镜、折镜、二向色镜和全反镜均为平面镜。
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