[发明专利]种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光器，特别是一种种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器。

背景技术

立体大气风场信息数据可以极大地提高军用及民用区域数值天气预报的准确性，尤其在军用和民用航空领域、地对空等有着广泛的应用前景。多普勒激光雷达是测量大气风速场分布的一种非常有效的手段，与传统测风雷达相比有快速准确、分辨率高等特点。多普勒激光雷达中最核心最重要的就是532nm单频脉冲激光光源，因此发明出性能可靠结构紧凑的种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器对于地球科学研究有着很重要的意义。

当前阶段，若要获得532nm单纵模脉冲激光，最常见方法是将1064nm的单纵模脉冲激光进行腔外倍频，然后利用532nm和1064nm的分光镜将其分离出来。而对于多普勒激光雷达，1064nm的单纵模脉冲激光是没有用处的，具体使用中还必须将其吸收掉或者采用其他方法处理掉。此外，腔外倍频的效率不高，即整个系统的电光效率比较低。而采用在种子注入的单纵模激光器中进行腔内倍频，既可以提高系统的电光效率，还能简化光学系统，使整个激光器的结构更加紧凑。但是，到目前为止，还没有种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器报道。

发明内容

本发明的目的在于填补上述空白，提供一种种子注入的腔内倍频532nm单纵模脉冲激光器。该激光器具有高效率、高能量、传导冷却、窄线宽、高频率稳定性、结构紧凑和工作稳定的特点。

本发明的技术解决方案如下：

一种种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器，利用谐振探测方法获得了种子注入1064nm单频脉冲激光，并通过腔内倍频得到532nm的单纵模脉冲激光。激光谐振腔采用U形腔，采用两个高峰值功率的LD从端面泵浦激光晶体，利用高精度的TEC来给激光晶体控温，利用腔内LBO倍频得到绿光输出。本发明利用非平面环形激光器作为种子激光器，采用种子注入和腔内倍频的方法来实现高效率的532nm单频调Q激光输出。激光器谐振腔选用U型驻波腔，采取双端泵浦。

一种种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器装置，特点在于其结构包括腔外种子光路、U形从动谐振腔、电学控制处理和腔内倍频四部分：

所述的腔外种子光路部分依次由种子激光器、隔离器、半波片、第一1/4波片、耦合透镜组、第一反射镜和第二反射镜组成；

所述的U形从动谐振器腔部分依次由后腔镜、调Q晶体、第二1/4波片、布儒斯特角起偏片、第三1/4波片、第一分光镜、增益介质、第二分光镜、第四1/4波片、补偿负透镜和前腔镜组成，该U形从动谐振腔中的增益介质采用双端泵浦，一端依次由第一泵浦源、第一泵浦耦合系统和第一分光镜组成，另一端由第二泵浦源、第一泵浦耦合系统和第二分光镜组成；第一分光镜和第二分光镜都是对808nm的泵浦光高透并且对1064nm的振荡激光高反；

所述的电学控制处理部分由光电二极管、紧固于后腔镜的第一压电陶瓷、紧固于所述的全腔镜的第二压电陶瓷、压电陶瓷驱动电源和时序控制系统组成，所述的压电陶瓷驱动电源的输出端分别与第一压电陶瓷和第二压电陶瓷的输入端连接，所述的时序控制系统的输入端与所述的光电二极管的输出端相连，所述的时序控制系统的输出端分别与所述的压电陶瓷驱动电源的输入端、所述的调Q晶体KD*P的控制端、第一泵浦源和第二泵浦源的控制端相连接；

所述的腔内倍频部分由半波片、第一分光镜、倍频晶体和第二分光镜组成，所述的第一分光镜或第二分光镜为激光输出镜。

所述的种子激光器是一个连续输出的单纵模激光器，线宽在kHz量级，有很高的频率稳定性。

所述的耦合透镜组将种子光进行变换，使其在所述的U形从动腔谐振腔内任何地方的光斑大小与振荡光斑大小一致。

所述的增益介质为键合Nd:YAG晶体，两端不掺杂，中心掺杂区长度为30mm，掺杂浓度为0.3at.% ，利用热电制冷片（TEC）来控制增益介质的温度，以达到高的温控精度。

所述的后腔镜和前腔镜都是平镜，它们对1064nm的透过率分别为5%和0. 

所述的第一泵浦源和第二泵浦源是峰值功率为150W中心波长808nm的两个高功率半导体激光器，都工作在脉冲方式。

所述的第三1/4一波片和第四1/4波片通过合适的旋转角度来消除空间烧孔效应，形成各个纵模之间的抑制性竞争。