[实用新型]一种电光调制器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及激光稳频领域，可应用于激光器高频频率噪声的压制。

背景技术

 在激光稳频领域，压电陶瓷与声光调制器常被用来作为频率修正器件。但某些激光器（如染料激光器）具有至MHz量级的高频频率噪声，压电陶瓷与声光调制器的响应带宽不能满足高频噪声的压制需求。而电光晶体的响应带宽可至MHz以上，可用来控制频率噪声中的高频部分。因此，在激光谐振腔内插入电光晶体调制器作为宽带反馈环路的执行机构，是压制激光器的高频频率噪声的有效手段。

 一般而言，电光晶体的介电特性并非是各向同性的，可用主介电轴系统X-Y-Z来刻画晶体内部介电特性的各向异性。电光调制器的设计需考虑晶体中电场的方向、光的传播方向等，这些又依赖于电光晶体材料的切割方式，即晶体尺寸与晶体各端面在主介电轴系统中的空间取向。

 目前，腔内电光调制器用于激光器高频频率噪声压制时，其通光端面与入射光传播方向近似垂直。这种方案有两点不足：1.当晶体插入腔内时，近似零度的入射角会带来一定的反射损耗，提高了激光器的出光阈值；2.光通过晶体时，会在晶体内部多次反射，这些反射光在空间中重合度较好，相互干涉产生标准具效应，易造成激光器输出光模式的不稳定。尽管在晶体通光面镀增透膜可以大大减小损耗与标准具效应，但现今对用于精密测量领域的激光器而言，微弱的干涉便能对整个激光器性能产生巨大的影响。

发明内容

 本实用新型提供了一种电光调制器，该电光调制器由两块磷酸钛氧钾晶体、四块电极板和绝缘基板组成。本实用新型通过两块磷酸钛氧钾晶体的形状、结构以及相互之间的位置关系，实现了光在磷酸钛氧钾晶体所有通光端面的布儒斯特角入射，进而降低反射损耗，并且反射光与入射光在空间上被显著地分离开来，避免标准具效应的产生。而采用两块晶体配合使用，可实现光束通过调制器后的无偏移传播。本实用新型的有益效果是，可以用于激光器高频频率噪声的压制，当水平偏振的光线以布儒斯特角入射时其插入损耗小，且无标准具效应。

 为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电光调制器由两块磷酸钛氧钾晶体、四块电极板和绝缘基板组成；第一磷酸钛氧钾晶体为长方体，两个通光端面均与Z轴平行，通光端面位于Y-Z平面绕Z轴逆时针旋转29.33°处，第一磷酸钛氧钾晶体的上下表面均与Z轴垂直，第一磷酸钛氧钾晶体的上、下表面用导电胶分别粘接第一电极板和第二电极板，第一电极板和第二电极板的边缘比第一磷酸钛氧钾晶体长方体的边缘长1~3毫米；第二磷酸钛氧钾晶体的形状、大小和结构均与第一磷酸钛氧钾晶体相同，第二磷酸钛氧钾晶体的上、下表面用导电胶分别粘接第三电极板和第四电极板，第三电极板和第四电极板的边缘比第二磷酸钛氧钾晶体长方体的边缘长1~3毫米；第一电极板和第四电极板用导线连接，第二电极板和第三电极板用导线连接；第一磷酸钛氧钾晶体的Z轴与第二磷酸钛氧钾晶体的Z轴方向相反，两个磷酸钛氧钾晶体的通光端面夹角呈121.34°，两个磷酸钛氧钾晶体的位置关于这两个晶体通光端面夹角的角平分线对称；第一电极板与第三电极板的最小距离以及第二电极板与第四电极板的最小距离均为1~10毫米；第一磷酸钛氧钾晶体的第二电极板与第二磷酸钛氧钾晶体的第四电极板均固定在绝缘基板上。

本实用新型通过两块磷酸钛氧钾晶体的形状、结构以及相互之间的位置关系，实现了光在磷酸钛氧钾晶体所有通光端面的布儒斯特角入射，进而降低反射损耗，并且反射光与入射光在空间上被显著地分离开来，避免标准具效应的产生。而采用两块晶体配合使用，可实现光束通过调制器后的无偏移传播。根据磷酸钛氧钾（KTP）晶体的折射率可知光从空气介质入射到磷酸钛氧钾（KTP）晶体的布儒斯特角为60.67°，若光束以此角度入射，则在本实用新型的四个折射率分界面处，入射角都为该处的布儒斯特角。对于水平偏振的激光，理想情况下反射率等于零，故此设计实现了反射损耗小的目的。且在晶体内部，多次反射的光线在空间上被显著地分离开，破坏了干涉的产生条件，因此也不会存在标准具效应。

本实用新型的有益效果是，可以用于激光器高频频率噪声的压制，当水平偏振的光线以布儒斯特角入射时其插入损耗小，且无标准具效应。

附图说明

 图1 本实用新型的结构示意图。

其中：1为第一电极板、3为第二电极板、4为第三电极板、6为第四电极板、2为第一磷酸钛氧钾（KTP）晶体、5为第二磷酸钛氧钾（KTP）晶体；7为绝缘基板。

  图2将本实用新型的一种电光调制器用于染料激光器环形谐振腔的结构示意图。