CN117638618A - 一种输出稳定的光参量振荡激光器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种输出稳定的光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔组件，滤光片，光电探测器，数据采集器，所述光参量谐振腔组件包括密闭腔体，所述腔体上设置有温控装置，通过设置温控装置即密封腔体实现该激光器的温度稳定性，又通过光参量谐振腔组件的设置保证激光器的模式稳定性，以此实现对激光器输出稳定性的高效控制，同时成本低，稳定性高，市场价值巨大。
Description
技术领域
本申请涉及一种输出稳定的光参量振荡激光器，属于振荡激光器领域。
背景技术
光学参量振荡器(OPO)是一种基于泵浦源电场与双折射非线性光学材料(NLO)之间参量相互作用的可调谐激光源。OPO是一种通过三光子参量过程将泵浦频率转换为连续可调谐的器件。在2-20微米的光谱范围内，分子具有一定的吸收特性，且缺乏宽波段可调谐的激光源，而光学参量振荡过程起着重要作用。
根本上光参量振荡激光器的输出稳定性主要是由谐振腔的温度稳定性以及模式稳定性决定的，而现有对光参量振荡激光器的相关改进思路并不能完全解决其输出功率不稳定的问题，即现有光参量振荡激光器的输出稳定性仍有待提高。
发明内容
为了解决现有光参量振荡激光器的输出稳定性有待提高的问题，根据本申请的一个方面，提供了一种输出稳定的光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔组件，滤光片，光电探测器，数据采集器；
所述光参量谐振腔组件包括密闭腔体，所述腔体上设置有温控装置，所述腔体内部真空或者充满惰性气体，且设置有谐振腔镜组和位于其间的非线性光学晶体；
所述腔体上沿光路方向还对称设置有一对窗口镜片，所述窗口镜片镀有增透膜；
所述滤光片还与部分反射镜、功率计相连；
所述数据采集器和所述功率计分别与计算机相连。
所述温控装置控制所述腔体内部恒温。
所述光电探测器可以将接收到的光参量振荡输出的光信号转换为电信号，并将该电信号实时传递给数据采集器。
所述数据采集器接收所述光电探测器输出的信号，进行时间域的分析并进行傅里叶变换到频率域后再发送到计算机。
可选地，所述谐振腔镜组包括：平凹透镜和激光谐振腔镜片；
所述激光谐振腔镜片上设置有控制器，用于控制调整所述激光谐振腔镜片的角度及横向或纵向移动。
所述窗口镜片对基频光、信号光、闲频光均镀有增透膜。
可选地，所述平凹透镜，曲率半径R＝100mm，腔长L可在50mm左右正负10mm范围内调节。
可选地，所述激光谐振腔镜片，包括355nm高反射以及1064nm部分透过的镀膜参数。
可选地，所述激光发生部采用基频光光源。
可选地，所述基频光光源选自脉冲纳秒、皮秒或者飞秒激光器中的一种。
可选地，所述腔体镀有增透膜。
可选地，所述非线性光学晶体选自下列晶体中的一种：BBO晶体、KTP晶体、LBO晶体、PPLN晶体、LN晶体、ZPG晶体。
具体通过以下方式实现光参量振荡激光器输出的稳定性：
微调所述平凹透镜的腔长L约等于0.5倍的曲率半径R，即在满足L＝0.5*R的条件附近，通过所述控制器对所述激光谐振腔镜片进行微调，使得频率上分裂的V1、V2、V3......Vn经调整后能够满足V1＝V2＝V3＝......Vn。
此时满足稳定输出的条件，并最终可通过所述功率计对输出的稳定性进行检测。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请所提供的一种输出稳定的光参量振荡激光器，通过设置温控装置即密封腔体实现该激光器的温度稳定性，又通过光参量谐振腔组件的设置保证激光器的模式稳定性，以此实现对激光器输出稳定性的高效控制，同时成本低，稳定性高，市场价值巨大。
附图说明
图1为本申请一种实施方式中提供的光参量振荡激光器的结构示意图；
图2为在经过本申请提供的光参量振荡激光器对激光进行控制前激光功率不稳定度示意图；
图3为在经过本申请提供的光参量振荡激光器对激光进行控制后激光功率不稳定度示意图。
部件和附图标记列表：
1、基频光光源；2、窗口镜片；3、腔体；4、温控装置；5、非线性光学晶体；6、平凹透镜；7、激光谐振腔镜片；8、控制器；9、滤光片；10、部分反射镜；11、光电探测器；12、数据采集器；13、功率计；14、计算机。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
下列实施例中，光电探测器可选择美国THORLABS提供的DET025A，测定波长范围为400-1100ns；或者也可选择美国THORLABS提供的FD10D，测定波长范围为900-2600nm，功率计选择美国THORLABS公司的S442C热敏功率计探头。
采用的镀膜镜片、窗口镜片、晶体等原料购自福建福晶科技股份有限公司。
如图1所示，根据本申请的一种实施方式，提供一种输出稳定的光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔组件，滤光片9，光电探测器11，数据采集器12；
所述光参量谐振腔组件包括密闭腔体3，所述腔体3上设置有温控装置4，所述腔体3内部充满氮气，且设置有谐振腔镜组和位于其间的非线性光学晶体5；
所述腔体3上沿光路方向还对称设置有一对窗口镜片2，所述窗口镜片2镀有增透膜；
所述滤光片9还与部分反射镜10、功率计13相连；
所述数据采集器12和所述功率计13分别与计算机14相连。
所述温控装置4控制所述腔体3内部恒温，且其温度控制精度为0.01℃。
所述激光发生部采用基频光光源1。
所述基频光光源1选择高峰值功率的355nm的脉冲激光。
所述腔体3镀有355nm以及调谐范围内的410-2400nm增透膜。
所述谐振腔镜组包括：平凹透镜6和激光谐振腔镜片7；
所述激光谐振腔镜片7上设置有控制器8，用于控制调整所述激光谐振腔镜片7的角度及横向或纵向移动。
所述窗口镜片2对基频光、信号光、闲频光均镀有增透膜。
所述平凹透镜6，曲率半径R＝100mm，腔长L可在50mm左右正负10mm范围内调节，且对355nm基频光高透过，对1064nm高反射。
所述激光谐振腔镜片7，包括355nm高反射以及1064nm部分透过的镀膜参数。
所述非线性光学晶体5采用BBO晶体并置于样品架上，可以调节位置精确放置样品。
所述滤光片9用于滤掉杂散光，仅光参量振荡输出的1064nm激光可以通过。
所述部分反射镜10反射1％的光进入所述光电探测器11。
所述光电探测器11测定经过滤光片9后的1064nm光的强度，将接收到的光参量振荡输出的光信号转换为电信号，并将该电信号实时传递给数据采集器12。
所述数据采集器12接收所述光电探测器11输出的信号，进行时间域的分析并进行傅里叶变换到频率域后再发送到计算机。
具体通过以下方式实现光参量振荡激光器输出的稳定性：
微调所述平凹透镜6的腔长L约等于0.5倍的曲率半径R，即在满足L＝0.5*R的条件附近，通过所述控制器8对所述激光谐振腔镜片7进行微调，使得频率上分裂的V1、V2、V3......Vn经调整后能够满足V1＝V2＝V3＝......Vn。
此时满足稳定输出的条件，并最终可通过所述功率计13对输出的稳定性进行检测。
采用本申请提供的装置进行测试，结果如图2-3所示，最终通过所述功率计13测试输出激光的稳定性，输出激光功率不稳定度由原来的15.2％提高到5.3％。
以上所述，仅是本申请的部分实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (8)
1.一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔组件，滤光片，光电探测器，数据采集器；
所述光参量谐振腔组件包括密闭腔体，所述腔体上设置有温控装置，所述腔体内部真空或者充满惰性气体，且设置有谐振腔镜组和位于其间的非线性光学晶体；
所述腔体上沿光路方向还对称设置有一对窗口镜片，所述窗口镜片镀有增透膜；
所述滤光片还与部分反射镜、功率计相连；
所述数据采集器和所述功率计分别与计算机相连。
2.根据权利要求1所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述谐振腔镜组包括：平凹透镜和激光谐振腔镜片；
所述激光谐振腔镜片上设置有控制器，用于控制调整所述激光谐振腔镜片的角度及横向或纵向移动。
3.根据权利要求2所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述平凹透镜，曲率半径R＝100mm，腔长L可在50mm左右正负10mm范围内调节。
4.根据权利要求2所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述激光谐振腔镜片，包括355nm高反射以及1064nm部分透过的镀膜参数。
5.根据权利要求1所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述激光发生部采用基频光光源。
6.根据权利要求5所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述基频光光源选自脉冲纳秒、皮秒或者飞秒激光器中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述腔体镀有增透膜。
8.根据权利要求1所述的一种输出稳定的光参量振荡激光器，其特征在于，所述非线性光学晶体选自下列晶体中的一种：BBO晶体、KTP晶体、LBO晶体、PPLN晶体、LN晶体、ZPG晶体。
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