[发明专利]碱金属激光器泵浦的光参量振荡器在审
申请号: | 201710821638.5 | 申请日: | 2017-09-12 |
公开(公告)号: | CN107565362A | 公开(公告)日: | 2018-01-09 |
发明(设计)人: | 李志永;谭荣清;王玉洁 | 申请(专利权)人: | 中国科学院电子学研究所 |
主分类号: | H01S3/108 | 分类号: | H01S3/108;H01S3/042;H01S3/091 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司11021 | 代理人: | 任岩 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 碱金属 激光器 参量 振荡器 | ||
技术领域
本公开属于激光技术领域,涉及一种碱金属激光器泵浦的光参量振荡器。
背景技术
3~5μm的中红外激光对烟雾、大气的穿透能力强,在空间光通信、军事对抗、生物医学、气体探测等方面具有较为广阔的应用前景。光参量振荡器是获得中红外激光的主要方式之一。光参量振荡器(OPO)具有波长调谐范围宽等优点,可通过周期调谐、波长调谐及温度调谐等多种方式实现大波段范围的激光输出。
随着周期极化晶体制备技术的发展,基于准相位匹配技术的OPO得到快速发展。该类型的OPO按照晶体的位置可以分为内腔和外腔OPO。内腔OPO的非线性晶体位于泵浦源的谐振腔内,外腔OPO的非线性晶体位于泵浦源的谐振腔外。对于某一极化周期的非线性晶体,在泵浦光(波长λ)的抽运下产生非线性现象,产生波长为λI的闲频光和波长为λS的信号光。
目前,基于MgO:PPLN非线性晶体的OPO的泵浦源多采用Nd:YAG激光器或Nd:YVO4激光器输出的1064nm激光,总之,由于目前常用的泵浦源均为固体激光器,增益介质为固体,在高功率激光输出时热透镜效应明显,在高泵浦功率密度下输出光束的质量变差;另外,激光的荧光光谱宽,输出波长存在波动,会影响闲频光和信号光的功率稳定性;再者,为了实现较好的晶体工作状态,通常使晶体的工作温度与周期极化时的温度相同,选择工作温度范围为90~180℃,因此,OPO需要设置温控炉,精确控制晶体温度,与泵浦源的工作温度相差较大,在结构紧凑方面受温度管理的限制。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种碱金属激光器泵浦的光参量振荡器,以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
根据本公开的一个方面,提供了一种碱金属激光器泵浦的光参量振荡器,包括:输出耦合镜、非线性晶体、三色镜、碱金属蒸气室、偏振器件以及高反射镜依顺序放置,处于一条轴线上;以及温控炉,设置于碱金属蒸汽室、三色镜和非线性晶体的外侧,同时控制碱金属蒸气室、三色镜以及非线性晶体的温度。
在本公开的一些实施例中,碱金属激光器泵浦的光参量振荡器还包括:半导体激光器,输出半导体激光;以及聚焦镜,将半导体激光器输出的激光聚焦,使焦点位于碱金属蒸气室内;偏振器件与半导体激光器输出的光路同轴,实现半导体激光和碱金属激光的耦合,使二者以不同的偏振态通过。
在本公开的一些实施例中,三色镜为镀膜的镜片,对闲频光波段和信号光波段实现反射,对碱金属激光实现透射,与输出耦合镜组成光参量振荡器的谐振腔,对闲频光实现光放大;输出耦合镜输出闲频光,其表面镀有介质膜,介质膜对信号光和碱金属激光实现反射,对闲频光具有预定的输出耦合率。
在本公开的一些实施例中,三色镜对闲频光和信号光的反射率高于99%,对碱金属激光的透过率高于99%,对半导体激光的反射率高于95%;和/或输出耦合镜对信号光和碱金属激光的反射率高于99%,对闲频光的输出耦合率的取值范围为:10%~50%,包括端点值;和/或高反射镜反射振荡的碱金属激光,其反射率高于99.5%。
在本公开的一些实施例中,非线性晶体包括:掺镁的周期极化铌酸锂晶体(MgO:PPLN)或周期极化铌酸锂晶体(PPLN);偏振器件包括:偏振分光立方体或格兰激光棱镜。
在本公开的一些实施例中,输出耦合镜对闲频光和信号光均具有预定的输出耦合率;或输出耦合镜对闲频光、信号光和碱金属激光均具有预定的输出耦合率。
在本公开的一些实施例中,输出耦合镜对闲频光和信号光的输出耦合率的取值范围为:10%~80%,包含端点值;或输出耦合镜对闲频光、信号光和碱金属激光的输出耦合率的取值范围为:10%~80%,包含端点值。
在本公开的一些实施例中,碱金属蒸气室中的碱金属单质为以下碱金属单质中的一种:钾、铷或铯。
在本公开的一些实施例中,当碱金属单质为钾时,高反射镜和输出耦合镜对波长为770nm镀膜,反射率高于99%,实现钾激光的放大,三色镜对770nm增透;或当碱金属单质为铷时,高反射镜和输出耦合镜对波长为795nm镀膜,反射率高于99%,实现铷激光的放大,三色镜对795nm增透;或当碱金属单质为铯时,高反射镜和输出耦合镜对波长为895nm镀膜,反射率高于99%,实现铯激光的放大,三色镜对895nm增透。
在本公开的一些实施例中,碱金属蒸气室的内部还充有缓冲气体,该缓冲气体包括甲烷。
(三)有益效果
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