[发明专利]一种实现能量逆转换腔内调控的多光参量振荡器

说明书

本公开公开了一种实现能量逆转换腔内调控的多光参量振荡器，所述多光参量振荡器包括：激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、全反镜、激光增益介质、聚焦透镜、第一谐振反射镜、MgO：APLN晶体、第二谐振反射镜、MgO：PPLN偏振态调制器、驱动电源、第三谐振反射镜和输出镜。本公开通过在多光参量振荡器腔内引入谐振参量光偏振态调制器，实现对腔内谐振参量光偏振方向的有效控制，进而改变参与频率变换的谐振参量光能量配比，达到抑制能量逆转换的目的。

技术领域

本公开涉及固体激光器领域，尤其涉及一种实现能量逆转换腔内调控的多光参量振荡器。

背景技术

近年来随着光学差频太赫兹、军用多波段激光制导、多信道光纤通信等前沿科技领域的发展，多波长可调谐激光器的需求越发迫切，这使得多光参量振荡器这一新兴方向逐步得到行业关注，并被广泛研究。

基于非周期极化结构掺氧化镁铌酸锂(MgO：APLN)晶体的光参量振荡器能够通过单块变频晶体补偿多重相位失配，进而达到多光参量振荡的目的，是目前多光参量振荡器最合理的技术途径。然而由于单块晶体内复杂的多波能量耦合过程，能量逆转换问题十分严重，极大影响了输出多波长激光的转换效率和稳定性，尤其在内腔运转方式方面该问题更为明显，具体可参见文献“基于MgO：APLN的多光参量振荡器实验研究及其逆转换过程演化分析，物理学报，2015，64(4)，044203”。

针对上述多光参量振荡器的逆转换问题，通过增大腔内谐振参量光损耗能够达到有效抑制逆转换的目的，传统解决方法通常是缩短变频晶体长度、优化谐振腔结构、非共线相位匹配以及合理设定输出镜谐振参量光透过率等。但这些方法均为被动方式，一旦参数确定后，在多光参量振荡器运转过程中就无法更改或修正，并且伴随基频光注入功率密度的逐步提高，相应的逆转换也会随之变化，而已设定的优化参数显然无法在整个逆转换变化范围内实现动态匹配。

发明内容

本公开提供了一种实现能量逆转换腔内调控的多光参量振荡器，通过在多光参量振荡器腔内引入谐振参量光偏振态调制器，实现对腔内谐振参量光偏振方向的有效控制，进而改变参与频率变换的谐振参量光能量配比，达到抑制能量逆转换的目的。

本公开提供了一种实现能量逆转换腔内调控的多光参量振荡器，所述多光参量振荡器包括：激光二极管泵浦源、传能光纤、耦合透镜组、全反镜、激光增益介质、聚焦透镜、第一谐振反射镜、MgO：APLN晶体、第二谐振反射镜、MgO：PPLN偏振态调制器、驱动电源、第三谐振反射镜和输出镜，其中：

所述激光二极管泵浦源与传能光纤连接；

所述耦合透镜组和激光增益介质依次放置在所述传能光纤的光路后方；

所述全反镜放置在耦合透镜组与激光增益介质之间；

所述聚焦透镜、第一谐振反射镜、第二谐振反射镜和输出镜依次放置在所述激光增益介质的光路后方；

所述第三谐振反射镜放置在光路侧方，与所述第一谐振反射镜和第二谐振反射镜形成环形参量振荡腔，所述MgO：APLN晶体和MgO：PPLN偏振态调制器位于所述参量振荡腔中；

所述MgO：APLN晶体放置在聚焦透镜在所述第一谐振反射镜和第二谐振反射镜之间的聚焦焦点处；

所述MgO：PPLN偏振态调制器为一个或一个以上，放置在第一谐振反射镜、第二谐振反射镜与第三谐振反射镜形成的光路上；

所述驱动电源的数量与所述MgO：PPLN偏振态调制器的数量对应，分别与对应MgO：PPLN偏振态调制器的两侧电极片连接，用于提供驱动电源输出；

所述全反镜和输出镜构成基频光谐振腔，所述激光增益介质、聚焦透镜、第一谐振反射镜、MgO：APLN晶体和第二谐振反射镜位于所述基频光谐振腔中。