CN1242632A - 激光倍频器 - Google Patents
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Abstract
本发明利用色散棱镜对把可调谐激光器在波长调谐范围内的各波长色散开,然后用透镜聚焦到倍频晶体上,不需转动倍频晶体,各波长均实现角度相位匹配,从倍频晶体输出的各波长被透镜准直成平行光输出。
Description
本发明涉及光电子领域。
可调谐固体激光器，包括固体激光器和光参量激光器等，除了具有结构简单，运转方便，性能稳定，寿命长，室温运转等一般固体激光器所具有的特点外，其最突出的特点是调谐范围宽，辅之以倍频技术，波长范围可以扩展到相当于多组染料所覆盖的激光波段的总和。但是可调谐固体激光器的腔外倍频目前存在两种方案，第一种方案是针对在调谐范围内的某一特定波长，转动倍频晶体以改变入射角，实现角度相位匹配，当激光器调谐到另一波长时，又适时地转动倍频晶体以重新满足角度相位匹配(“Frequency doubling of a single frequency Ti：Al2O3 laserusing an external enhancement cavity”，C.S.Adams andA.I.Ferguson，Opt.Commun.，Vol.79，No.3-4，P.219，1990)；第二种方案是针对在调谐范围内的某一特定波长，改变倍频晶体的温度，实现90°非临界相位匹配，当激光器调谐到另一波长时，又适时地改变倍频晶体的温度，以重新满足90°非临界相位匹配(“High-efficiency intracavityfrequency doubling of Ti：Al2O3 lasers with KNbO3 crystals”，L.S.Wu，H.Looser and P.Gunter，Appl.Phys.Lett.，Vol.56，No.22，P.2163，1990)。因此采用第一种方案的商品化器件，可调谐激光器的腔外倍频必须要有一个同步联动机构以配合激光器的调谐和倍频晶体的转动。采用第二种方案的商品化器件，可调谐激光器的腔外倍频必须要有一个同步温控系统以配合激光器的调谐和倍频晶体的控温。
本发明的目的就在于在可调谐激光器的可调谐范围内不转动倍频晶体，不改变晶体温度，均实现角度相位匹配，获得高效倍频。
本发明的技术方案如下，激光倍频器由可调谐激光器1，色散棱镜2、3，透镜4，倍频晶体5和透镜6组成。可调谐激光器1产生的可调谐激光经过色散棱镜对2、3色散后，各波长的出射方向仍然和入射光一致，但却沿不同路径出射，各波长和中心波长之间有不同的垂直偏移量，具有不同偏移量的出射光经过透镜4聚焦到倍频晶体5上，倍频晶体5的切割角度由可调谐激光器1的中心波长的相位匹配角决定。由于具有不同垂直偏移量的出射光经过透镜4后是以不同的角度聚焦到倍频晶体5上，通过改变色散棱镜对2、3之间的光束路径长度和透镜的焦距，可以不需转动倍频晶体，却保证各波长激光在倍频晶体5中满足共线角度相位匹配。从倍频晶体5出射的倍频光经过透镜6后被准直，以平行光出射。可调谐激光器1可以是可调谐掺钛蓝宝石激光器、可调谐Cr：LiSAF激光器、可调谐Cr：LiCAF激光器、光参量激光器、飞秒脉冲激光器；色散棱镜2、3可以是SF10棱镜，SF14棱镜，LaK棱镜，熔石英棱镜。倍频晶体5可以是BBO晶体，LBO晶体，KTP晶体。
本发明使可调谐激光器的腔外倍频在整个调谐范围内不需转动倍频晶体、不需改变晶体温度就能实现，省去了控制激光器调谐和晶体倍频的同步联动机构或同步温控系统。
附图是激光倍频器示意图。
本发明的典型实施例如附图所示，可调谐激光器1是可调谐钛宝石激光器。它由光谱物理公司的DCR-3G纳秒高斯镜非稳腔Nd：YAG激光器腔外倍频产生的532nm绿光泵浦。DCR-3G输出绿光单脉冲最大能量可达360mj，脉冲宽度8ns，脉冲重复频率1-10Hz可调，能量稳定度为±3％。532nm绿光经透镜聚焦后以近轴方式泵浦钛宝石晶体，钛宝石晶体尺寸为5×5×15mm3，聚焦透镜焦距为500mm。钛宝石激光器谐振腔长为150mm，可以实现从730nm到830nm范围内调谐。钛宝石激光器最大单脉冲输出能量为80mj，脉冲宽度为10ns。色散棱镜2、3均为SF10棱镜，顶角为60.6°，两腰边长为3cm，780nm激光从离顶角1.5cm(中心)处入射。两棱镜的垂直距离为32cm。透镜4、6的焦距均为59mm，倍频晶体5为BBO晶体，切角为29.9°，I类匹配，通光方向长度为10mm。当可调谐激光器1产生的730nm-830nm可调谐输出经过色散棱镜2、3后各波长相对于中心波长780nm具有垂直偏移量，该垂直偏移量由色散棱镜2、3之间的距离决定，各波长的出射方向仍然和入射光一致，出射光束经过透镜4后，各波长对倍频晶体5的入射外角均能够在倍频晶体5中满足共线角度相位匹配，实现高效倍频。从倍频晶体5出射的倍频光经过透镜6后被准直，以平行光出射。
Claims (9)
1.一种激光倍频器，包括可调谐激光器(1)，倍频晶体(5)，其特征在于该倍频器还包括色散棱镜(2)、(3)和透镜(4)，使得可调谐激光器(1)的输出波长在可调谐范围内改变时，不需转动倍频晶体(5)的角度，在倍频晶体(5)内均实现共线角度相位匹配。
2.如权利要求1所述的激光倍频器，其特征在于该倍频器还包括透镜(6)，使得可调谐激光器(1)的输出波长在可调谐范围内改变时，从倍频晶体(5)出射的倍频光均被透镜(6)准直成平行光。
3.如权利要求1所述的激光倍频器，其特征在于所说的可调谐激光器(1)是可调谐掺钛蓝宝石激光器。
4.如权利要求1所述的激光倍频器，其特征在于所说的可调谐激光器(1)可以是可调谐Cr：LiSAF激光器。
5.如权利要求1所述的激光倍频器，其特征在于所说的可调谐激光器(1)可以是光参量激光器。
6.如权利要求1所述的激光倍频器，其特征在于所说的可调谐激光器(1)可以是飞秒脉冲激光器。
7.如权利要求1至6所述的激光倍频器，其特征在于倍频晶体(5)是BBO晶体。
8.如权利要求1至6所述的激光倍频器，其特征在于倍频晶体(5)可以是LBO晶体。
9.如权利要求1至6所述的激光倍频器，其特征在于倍频晶体(5)可以是KTP晶体。
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| CN (1) | CN1115759C (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111641099B (zh) * | 2020-07-08 | 2021-07-20 | 浙江富春江环保科技研究有限公司 | 一种波长可调谐的深紫外双光束激光系统及其方法 |
-
1998
- 1998-07-22 CN CN 98116521 patent/CN1115759C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111641099B (zh) * | 2020-07-08 | 2021-07-20 | 浙江富春江环保科技研究有限公司 | 一种波长可调谐的深紫外双光束激光系统及其方法 |
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| CN1115759C (zh) | 2003-07-23 |
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