CN2865079Y - 一种单频微片激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单频微片激光器，其腔内选频元件由双折射晶体波片与组合棱镜构成，该组合棱镜由为同一种双折射晶体材料并且其光轴在同一平面的前、中、后三部分组成，前部分、后部分的光轴方向与晶体通光面平行，中部分的光轴与前、后部分的光轴呈一定夹角，通过组合棱镜的O光透射，e光被反射。采用以上结构后，基频光入射到组合棱镜上，分解为O光和e光分量，其中，e光分量由于偏折出腔外而被损耗掉。由于不同波长产生e光分量不同，这样，在组合棱镜中沿O光偏振的纵模损耗最小，所以仅e光分量最小波长的e光获得振荡，从而获得单频输出。

Description

一种单频微片激光器

技术领域

本实用新型涉及单频激光器领域，尤其涉及单片微片激光器领域。

背景技术

单频激光器在频标、显示、检测等领域具有广泛的用途，小型化的微片激光器更具有诱人的市场前景。实现单频的方法主要是腔内选频，如采用结构短腔、腔内插入标准具、腔内插入ROCHON棱镜或WALKOFF晶体和双折射晶体波片。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种以组合棱镜和双折射晶体波片作为腔内选频元件的单频微片激光器。

为实现上述目的，本实用新型主要包括激光增益介质和腔内选频元件，该腔内选频元件由双折射晶体波片与组合棱镜构成，该组合棱镜由为同一种双折射晶体材料并且其光轴在同一平面的前、中、后三部分组成，前部分、后部分的光轴方向与晶体通光面平行，中部分的光轴与前、后部分的光轴呈一定夹角，通过组合棱镜的O光透射，e光被全反射。

采用以上结构后，泵浦光直接入射或通过透镜系统聚焦到激光增益晶体上，激发产生基频光。由于腔内选频元件的双折射晶体波片对应不同波长光程不同，这样，对应于不同偏振态，为满足腔内驻波条件，选择产生一定起振的纵模结构。若对应不同波长的光束损耗不同，具有较小损耗的纵模容易起振，则可以实现单频输出。本实用新型所采用的组合棱镜可以发挥上述作用，基频光入射到组合棱镜上，分解为o光和e光分量，其中，e光分量由于偏折出腔外而被损耗掉。由于不同波长产生e光分量不同，这样，在组合棱镜中沿o光偏振的纵模损耗最小，所以仅e光分量小的波长光获得振荡，从而获得单频输出。

本实用新型也可在腔内插入非线形倍频晶体，获得倍频光输出，因为基频光是单纵模，消除了和频所带来的噪声问题。通过插入不同波片，对I、II类倍频晶体均可方便地实现。

本实用新型可在激光增益介质的前端面镀有前腔膜，在腔内选频元件的后端面镀有后腔膜。通过控制镀膜，可使倍频光直接从腔镜或组合棱镜输出。该结构可获得高消光比、高稳定性功率输出。

附图说明

现结合附图对本实用新型作进一步阐述：

图1是本实用新型的组合棱镜之一的结构示意图；

图2是本实用新型的组合棱镜之二的结构示意图；

图3是本实用新型运用时的基本结构示意图；

图4是本实用新型倍频输出时采用I类相位匹配倍频晶体的实施例一的结构示意图；

图5是本实用新型倍频输出时采用I类相位匹配倍频晶体的实施例二的结构示意图；

图6是本实用新型倍频输出时采用I类相位匹配倍频晶体的实施例三的结构示意图；

图7是本实用新型倍频输出时采用I类相位匹配倍频晶体的实施例四的结构示意图；

图8是本实用新型倍频输出时采用II类相位匹配倍频晶体的实施例一的结构示意图；

图9是本实用新型倍频输出时采用II类相位匹配倍频晶体的实施例二的结构示意图；

图10是本实用新型倍频输出时采用II类相位匹配倍频晶体的实施例三的结构示意图；

图11是本实用新型倍频输出时采用II类相位匹配倍频晶体的实施例四的结构示意图；

图12是本实用新型倍频输出时采用II类相位匹配倍频晶体的实施例五的结构示意图；

图13是本实用新型的另一基本结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的组合棱镜1由为同一种双折射晶体材料并且其光轴在同一平面的前部分11、后部分12和中部分13或14组成，前部分11、后部分12的光轴方向相互平行，并与晶体通光面相互平行，图1的中部分13的光轴方向平行于棱镜斜面，图2的中部分14的光轴方向垂直棱镜斜面，在实际运用中，只要中部分的光轴方向不平行前部分11和后部分12，均可有效工作，形成O光透射，e光被全反射或部分反射。

如图3所示，本实用新型主要包括激光增益介质4和腔内选频元件，该腔内选频元件由双折射晶体波片5与组合棱镜1构成，在激光增益介质的前端面镀有对泵浦光增透，对基波光高反的前腔膜41，在组合棱镜1的后端面镀有对基波光部分透射的后腔膜15。在运用时，本实用新型前配以LD激光器2、LD激光耦合系统3。

由于偏振的组合棱镜1对O光激光能振荡，双折射晶体波片5的光轴与组合棱镜1的光轴在通光面上成45°或非90°的角度，双折射晶体波片5对不同波长形成色散效应，偏振光能过双折晶体射波片5产生不同旋转角度，因此组合棱镜1与双折射晶体波片5构成了所谓立奥(Loyt)滤波器，对激光振荡波长进行选频，那从组合棱镜1发出的偏振光，来回通过双折射晶体波片5，O光分量通过，e光分量被反射，最终仅e光分量最小波长获得振荡。通过适当选择双折射晶体波片5的厚度和激光总腔长，即可实现单纵模输出。

如图4至图7所示，本实用新型由激光增益介质4、双折射晶体波片5、组合棱镜1和I类相位匹配倍频晶体6组成。图4的激光增益介质4的前端面镀有前反射膜42，I类相位匹配倍频晶体6的后端面镀有后反射膜61。由于I类相位匹配倍频晶体6产生光相对组合棱镜1为e光，则倍频光分别从后射膜61和组合棱镜1的一个侧面输出。图5的I类相位匹配倍频晶体6设于双折射晶体波片5与组合棱镜1之间；图6的I类相位匹配倍频晶体6与双折射晶体波片5的位置互换；图5、图6的后反射膜61也相应镀在本实用新型输出端的端面上；图6、图7的前反射膜42为对λ/2的高反膜。图7的结构与图4一致，其后反射膜61为对λ/2的高反膜，从组合棱镜1一端反射出光。

如图8至图12所示，本实用新型包括激光增益介质4、II类相位匹配倍频晶体7和组合棱镜1，在图9至图12中，II类相位匹配倍频晶体7可位于组合棱镜1的前面或后面，在二者之间插入相对λ/2为1/2的波片8。在本实用新型的前端面镀有前腔膜层41，后端面镀有后腔膜层15，由于II类相位匹配倍频晶体7的光轴与组合棱镜1的光轴在通光面上成45°夹角，本结构可达到与I类相位匹配倍频晶体等效的效果。在图8中，倍频光分为两部分从组合棱镜1反射和透镜；在图9、图11中，波片8的光轴与II类相位匹配倍频晶体7光轴和组合棱镜1在通光方向的光轴方向分别成22.5°、22.5°；在图10、图12中，波片8光轴与II类相位匹配倍频晶体7光轴和组合棱镜1在通光方向分别成67.5°、22.5°。

如图13所示，本实用新型将图3所示结构中的前腔膜41换为前腔片9，后腔膜15换为后腔片10，所有元件分别为分离元件。

图3至图12的结构中的所有元件均可实现分离，其膜层改为腔镜。

上述各图中的组合棱镜1的各部分之间采用光胶或深化光胶粘结，各光学元件之间可采用光胶或深化光胶胶合粘结。

在图7和图12的结构中，由于倍频光在反射过程与基波光同时反射，这样防止正向倍频光反向倍频光之间干涉。

Claims (9)

1、一种单频微片激光器，其主要包括激光增益介质和腔内选频元件，其特征在于：双折射晶体波片与组合棱镜构成腔内选频元件，该组合棱镜由为同一种双折射晶体材料并且其光轴在同一平面的前、中、后三部分组成，前部分、后部分的光轴方向与晶体通光面平行，中部分的光轴与前、后部分的光轴呈一定夹角，通过组合棱镜的O光透射，e光被反射。

2、根据权利要求1所述的一种单频微片激光器，其特征在于：在腔内选频元件的中间、前方或后方插入I类相位匹配倍频晶体，输出倍频光。

3、根据权利要求1所述的一种单频微片激光器，其特征在于：该腔内选频元件由II类相位匹配倍频晶体与组合棱镜组成。

4、根据权利要求3所述的一种单频微片激光器，其特征在于：在腔内选频元件的中间插入相对λ/2为1/2的波片。

5、根据权利要求1～4之一所述的一种单频微片激光器，其特征在于：在激光增益介质的前端面镀有前腔膜，在组合棱镜的后端面镀有后腔膜。

6、根据权利要求1～4之一所述的一种单频微片激光器，其特征在于：该组合棱镜的各部分之间采用光胶或深化光胶粘合，其余各个光学元件之间采用光胶或深化光胶粘合。

7、根据权利要求5所述的一种单频激光器，其特征在于：该组合棱镜的各部分之间采用光胶或深化光胶粘合，其余各个光学元件之间采用光胶或深化光胶粘合。

8、根据权利要求1～4之一所述的一种单频微片激光器，其特征在于：所有元件为分离元件。

9、根据权利要求5所述的一种单频微片激光器，其特征在于：所有元件为分离元件。

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