CN117791283A - 一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔，反馈光学元件，滤光片，光电探测器，数据采集器，计算机，所述光参量谐振腔内设置有非线性光学晶体，所述滤光片和所述数据采集器之间还设置有功率计，通过控制输出波长的偏振态，实现了简并态光参量振荡激光器的稳定输出，同时也避免了在谐振腔内插入元件由于腔内功率比较高而造成元件损伤的问题，成本低、稳定性高，市场价值巨大。
Description
技术领域
本申请涉及一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，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。由于具备宽波段调谐和高效的能量转换特性，光学参量振荡器在许多应用中由巨大吸引力，在激光光谱、遥感、痕量气体检测、污染监测、光生物学、药物合成和光学雷达等广泛使用。OPO最主要的原理便是利用非线性光学晶体的频率转换作用。但是，在频率不同时在非线性介质中会存在色散现象，通常情况下不可能实现相位匹配。在实际的应用中，相位匹配是利用各向异性介质及色散的双折射特性来实现。
目前市面上的光参量振荡器均不能通过控制输出波长的偏振态而在频率简并处实现稳定的光参量输出，这使得输出的波长不连续。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供了一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔，反馈光学元件，滤光片，光电探测器，数据采集器，计算机；
所述光参量谐振腔内设置有非线性光学晶体；
所述滤光片和所述数据采集器之间还设置有功率计。
所述功率计，用于监测输出激光的功率稳定性。
反馈光学元件的引入，实际上是引入到光参量振荡谐振腔内一定功率的激光，该束激光的引入角度可以通过反馈光学元件的角度控制，通过频率的监控，控制谐振腔内两个偏振的增益关系，抑制某一个偏振的激光振荡。
最终实现单一偏振激光的输出，实现简并态激光的稳定输出。
同时，使用腔外反馈光学元件，也避免引入腔内后由于腔内功率比较高而引起元件损坏，同时也保护了激光器。
反馈光学元件可以使用镀膜镜片或者晶体。
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。
数据采集器可以对激光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，在控制前，频率为V1、V2、V3......Vn，通过调节反馈光学元件进行偏振控制，使得频率V1＝V2＝V3＝......Vn，以此实现简并态光参量振荡激光器的稳定输出，通过功率计可以判断是否处于稳定输出，控制前，功率波动很大，控制后功率稳定。
可选地，所述反馈光学元件反馈部分输出激光回所述光参量振荡腔，同时输出部分激光；
所述反馈光学元件角度可调。
可选地，所述光参量谐振腔由一对光参量振荡激光腔镜构成。
可选地，所述光参量振荡激光腔镜包括532nm高透过以及1064nm高反射的镀膜参数。
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。
本申请能产生的有益效果包括：
本申请所提供的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，在光参量振荡谐振腔外加入反馈光学元件，控制输出波长的偏振态，实现了简并态光参量振荡激光器的稳定输出，同时也避免了在谐振腔内插入元件由于腔内功率比较高而造成元件损伤的问题，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频率示意图；
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频率示意图。
部件和附图标记列表：
1、基频光光源；2、光参量振荡激光腔镜；3、非线性光学晶体；4、反馈光学元件；5、滤光片；6、光电探测器；7、数据采集器；8、功率计；9、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，提供一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔，反馈光学元件4，滤光片5，光电探测器6，数据采集器7，计算机9；
所述光参量谐振腔内设置有非线性光学晶体3；
所述滤光片5和所述数据采集器7之间还设置有功率计8。
所述功率计8，用于监测输出激光的功率稳定性。
反馈光学元件4的引入，实际上是引入到光参量振荡谐振腔内一定功率的激光，该束激光的引入角度可以通过反馈光学元件4的角度控制，通过频率的监控，控制谐振腔内两个偏振的增益关系，抑制某一个偏振的激光振荡。
最终实现单一偏振激光的输出，实现简并态激光的稳定输出。
同时，使用腔外反馈光学元件4，也避免引入腔内后由于腔内功率比较高而引起元件损坏，同时也保护了激光器。
光电探测器6测定经过滤光片5组后的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7。
数据采集器7，采集所述光电探测器6的信号，对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9，在控制前，频率为V1、V2、V3......Vn，通过调节反馈光学元件4进行偏振控制，使得频率V1＝V2＝V3＝......Vn，以此实现简并态光参量振荡激光器的稳定输出，通过功率计8可以判断是否处于稳定输出，控制前，功率波动很大，控制后功率稳定。
所述反馈光学元件4反馈部分输出激光回所述光参量振荡腔，同时输出部分激光；
所述反馈光学元件4角度可调。
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532nm的脉冲激光。
所述光参量谐振腔由一对光参量振荡激光腔镜2构成。
所述光参量振荡激光腔镜2包括532nm高透过以及1064nm高反射的镀膜参数。
所述非线性光学晶体3选用BBO晶体，置于样品架上，可以调节位置精确放置样品。
所述滤光片5用于滤掉杂散光，仅光参量振荡输出的1064nm激光可以通过。
经过本申请提供的光参量振荡激光器对激光进行控制前后激光频率的对比结果如图2-3所示。
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 (7)
1.一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，其特征在于，包括依次相连的激光发生部，光参量谐振腔，反馈光学元件，滤光片，光电探测器，数据采集器，计算机；
所述光参量谐振腔内设置有非线性光学晶体；
所述滤光片和所述数据采集器之间还设置有功率计。
2.根据权利要求1所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，其特征在于，所述反馈光学元件反馈部分输出激光回所述光参量振荡腔，同时输出部分激光；
所述反馈光学元件角度可调。
3.根据权利要求1所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，其特征在于，所述光参量谐振腔由一对光参量振荡激光腔镜构成。
4.根据权利要求3所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，其特征在于，所述光参量振荡激光腔镜包括532nm高透过以及1064nm高反射的镀膜参数。
5.根据权利要求1所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，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所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，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所述的一种偏振控制的简并态光参量振荡激光器，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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2023
- 2023-11-28 CN CN202311621629.3A patent/CN117791283A/zh active Pending
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