CN207183790U - 一种和频的腔内倍频激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种和频的腔内倍频激光器，由激光二极管泵浦源、光学准直聚焦系统、激光增益介质、合束镜、输出耦合腔镜、反射腔镜、和频晶体、倍频晶体组成；其特征在于：光学谐振腔的复合谐振腔有两条支臂光路和一条合臂光路构成；其中两条支臂光路上有同样光学部件设置，每一条支臂光路上均设有激光二极管泵浦源和沿着泵浦光传播方向依次设置的光学准直聚焦系统、激光增益介质，两路支臂光路垂直并相交与合束镜中心；合臂光路上依次设有合束元件、和频晶体、倍频晶体、反射腔镜和输出耦合腔镜，和频晶体对两束基频光进行和频，再通过倍频晶体对和频光进行倍频。其结构简单，波长种类多，增益介质的端面对泵浦光具有99%的透过率，对和频光和倍频光全部具有99%反射率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种全固态激光器，尤其是涉及一种和频的腔内倍频激光器。
背景技术
激光二极管抽运的全固态激光器具体效率高、体积小、性能稳定等诸多特点。目前，国内外已经有大量的全固态和频激光器的文献报道，它们通过LBO临界相位匹配进行腔内和频实现578nm黄光输出（Yang J, Tan H, Tian Y, et al. “Generation of a 578-nmYellow Laser by the Use of Sum-Frequency Mixing in a Branched Cavity”. IEEEPhotonics Journal, 8(1): 1-7，2016.）和蓝光激光（Makio S, Sato M, Sasaki T.”High-power, continuous-wave and blue light generation by intracavityfrequency doubling of a Cr: LiSrAlF6 Laser”. Japanese Journal of AppliedPhysics, 40(4R): 2278，2001.）而目前对和频激光器的腔内倍频激光器的报道几乎没有。和频激光器的腔内倍频激光器可以实现传统的二倍频，三倍频达不到的波长，并且波长种类会很多。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种和频的腔内倍频激光器，其结构简单，波长种类多，增益介质的端面对泵浦光具有99%的透过率，对和频光和倍频光全部具有99%反射率。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种和频的腔内倍频激光器，由激光二极管泵浦源、光学准直聚焦系统、激光增益介质、合束镜、输出耦合腔镜、反射腔镜、和频晶体、倍频晶体组成；其特征在于：光学谐振腔的复合谐振腔有两条支臂光路和一条合臂光路构成；其中两条支臂光路上有同样光学部件设置，每一条支臂光路上均设有激光二极管泵浦源和沿着泵浦光传播方向依次设置的光学准直聚焦系统、激光增益介质，两路支臂光路垂直并相交与合束镜中心；合臂光路上依次设有合束元件、和频晶体、倍频晶体、反射腔镜和输出耦合腔镜，和频晶体对两束基频光进行和频，再通过倍频晶体对和频光进行倍频。
所述的合束镜是45°二向色镜。
所述的两条支臂光路呈90°，并且合束元件不要求偏振。
所述的光学谐振腔内放入的和频晶体和倍频晶体为两块非线性晶体，采用临界相位匹配或非临界相位匹配。
所述的非线性晶体类型为LBO、KTP。
所述的激光二极管泵浦源为激光二极管、激光二极管阵列或光纤耦合输出的激光二极管阵列，泵浦光峰值输出波长根据激光增益介质的不同而不同，泵浦光经过准直聚焦系统后聚焦到激光增益介质中。
本实用新型的积极效果是采用v型谐振腔结构。光学准直聚焦系统是由一组起准直和聚焦作用的透镜，实现泵浦光聚焦到激光增益介质的耦合。其中激光增益介质的端面对泵浦光具有99%的透过率，对和频光和倍频光全部具有99%反射率，输出耦合腔镜的曲率半径可用R50，R100，R200，反射腔镜用平面镜。反射腔镜M2镀有对两个基频光、和频光和倍频光全部具有99%反射率的高反膜，输出耦合腔镜M1镀有对两个基频光、和频光具有99%反射率的高反膜，对倍频光99%透过率的高透膜。两条支臂腔呈90°垂直入射，两束基频光经过合束镜的转换并合束。
附图说明
图1为本实用新型的结构组成示意图。
图2为344nm激光光谱图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，如图1所示，一种和频的腔内倍频激光器，由激光二极管泵浦源1、光学准直聚焦系统2、激光增益介质3、合束镜4、反射腔镜5、和频晶体6、倍频晶体7、输出耦合腔镜8组成；其特征在于：光学谐振腔的复合谐振腔有两条支臂光路和一条合臂光路构成；其中两条支臂光路上有同样光学部件设置，每一条支臂光路上均设有激光二极管泵浦源1和沿着泵浦光传播方向依次设置的光学准直聚焦系统2、激光增益介质3，两路支臂光路垂直并相交与合束镜4中心；合臂光路上依次设有合束镜4、和频晶体6、倍频晶体7、反射腔镜5和输出耦合腔镜8，和频晶体6对两束基频光进行和频，再通过倍频晶体7对和频光进行倍频。
所述的合束镜4是45°二向色镜。
所述的两条支臂光路呈90°，并且合束镜4不要求偏振。
所述的光学谐振腔内放入的和频晶体6和倍频晶体7为两块非线性晶体，采用临界相位匹配或非临界相位匹配。
所述的非线性晶体类型为LBO、KTP。
所述的激光二极管泵浦源1为激光二极管、激光二极管阵列或光纤耦合输出的激光二极管阵列，泵浦光峰值输出波长根据激光增益介质的不同而不同，泵浦光经过准直聚焦系统后聚焦到激光增益介质中。
工作时激光二极管泵浦源1发射的泵浦光经过光学准直聚焦系统2聚焦到激光增益介质3上，激光器的谐振腔由激光增益介质3、输出耦合腔镜8、反射腔镜5构成。两束基波在谐振腔内形成振荡并逐渐增强，通过合束镜4转换并合束，两束高强度的基波经过和频晶体6进行和频，和频光通过倍频晶体7，产生的激光谐波经过输出耦合腔镜8输出。
在图1中，相邻元件之间的间距可微调。
如图2所示为344nm激光的荧光光谱图，一条支臂光路中的激光二极管泵浦源1，连续抽运功率10W；激光增益介质3，用掺杂浓度1%的Nd：YAG1，尺寸为φ4mm×10mm，Nd∶YAG1左端面镀1319nm HR(高反膜)/808nm AR(减反膜)，Nd：YAG1右端面镀1319nm AR；另一条支臂光路中的激光二极管泵浦源，连续抽运功率10W；激光增益介质，用掺杂浓度1%的Nd：YAG2，尺寸为φ4mm×10mm，Nd∶YAG2左端面镀1444nm HR(高反膜)/808nm AR(减反膜)，Nd：YAG2右端面镀1444 nm AR；合束镜的尺寸φ8mm×2mm，左端面镀1319nm AR，右端面镀1444nm HR；输出镜的左端面镀1319nm HR/1444nm HR/689nm HR，右端面镀344nm AR，尺寸φ8mm×2mm，曲率半径R100；反射腔镜的右端面镀1319nm HR/1444nm HR/689nm HR/344nm HR，尺寸φ12.8mm×2mm；非线性和频晶体和倍频晶体均采用II类临界位相匹配LBO，尺寸为2mm ×2mm×7mm；V腔腔长分别是120mm和65mm。
Claims (6)
1.一种和频的腔内倍频激光器，由激光二极管泵浦源、光学准直聚焦系统、激光增益介质、合束镜、输出耦合腔镜、反射腔镜、和频晶体、倍频晶体组成；其特征在于：光学谐振腔的复合谐振腔有两条支臂光路和一条合臂光路构成；其中两条支臂光路上有同样光学部件设置，每一条支臂光路上均设有激光二极管泵浦源和沿着泵浦光传播方向依次设置的光学准直聚焦系统、激光增益介质，两路支臂光路垂直并相交与合束镜中心；合臂光路上依次设有合束元件、和频晶体、倍频晶体、反射腔镜和输出耦合腔镜，和频晶体对两束基频光进行和频，再通过倍频晶体对和频光进行倍频。
2.根据权利要求1中所述的一种和频的腔内倍频激光器，其特征在于所述的合束镜是45°二向色镜。
3.根据权利要求1中所述的一种和频的腔内倍频激光器，其特征在于所述的两条支臂光路呈90°，并且合束元件不要求偏振。
4.根据权利要求1中所述的一种和频的腔内倍频激光器，其特征在于所述的光学谐振腔内放入的和频晶体和倍频晶体为两块非线性晶体，采用临界相位匹配或非临界相位匹配。
5.根据权利要求4中所述的一种和频的腔内倍频激光器，其特征在于所述的非线性晶体类型为LBO、KTP。
6.根据权利要求1中所述的一种和频的腔内倍频激光器，其特征在于所述的激光二极管泵浦源为激光二极管、激光二极管阵列或光纤耦合输出的激光二极管阵列，泵浦光峰值输出波长根据激光增益介质的不同而不同，泵浦光经过准直聚焦系统后聚焦到激光增益介质中。
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| CN110277726A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-24 | 长春新产业光电技术有限公司 | 一种声光调q紫外激光器 |
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