[发明专利]一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置和方法

说明书

本发明公开一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置及方法。通过获取单频激光器对应的降低泵浦功率时的无光泵浦阈值、最佳泵浦点功率以及单频激光器的腔型参数，得到激光增益晶体子午面的热透镜焦距和弧矢面的热透镜焦距；根据子午面的热透镜焦距、弧矢面的热透镜焦距，得到激光增益晶体在子午面的输出矩阵和激光增益晶体在弧矢面的输出矩阵；根据激光增益晶体在子午面的输出矩阵、激光增益晶体在弧矢面的输出矩阵、降低泵浦功率时的无光泵浦阈值和单频激光器的最佳泵浦点功率，得到无光阈值处对应的热负荷、无光阈值处对应的激发态吸收热负荷和最佳泵浦点对应的激发态吸收热负荷。本发明能够提高测量精度，准确反映晶体热效应的严重程度。

技术领域

本发明涉及激光领域，特别是涉及一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置和方法。

背景技术

单频1342nm激光作为一种重要的激光光源被广泛应用于光纤传感、光纤通信、激光医疗等领域。其倍频光671nm红光激光器被广泛应用于高精度激光光谱和超冷原子，激光医疗以及OPO和可调谐泵浦源等领域。随着科学技术的不断发展，例如对于量子纠缠及量子通信领域，性能优良且更高功率输出的1342/671nm激光可以产生更好的信噪比以及纠缠度。高功率高输出性能的1342/671nm激光器一直是研究者研究的目标。但是激光增益晶体的热效应较1064nm激光器非常的严重，严重限制了基频光和倍频光的功率的进一步提升。热透镜中的热负荷是研究和衡量激光增益晶体热效应的一个重要指标，为了获得高功率输出的单频1342/671nm激光输出功率，进一步合理的优化设计激光谐振腔，需要研究激光增益介质的热负荷在激光输出前后的大小情况。

传统的研究ESA效应对激光增益晶体处的热负荷及激光输出功率的影响程度主要集中在理论研究和探针光探针技术。理论研究部分是基于速率方程的基础上，进一步加入ESA的部分，按照ESA热负荷定义进行研究。该方法需要较复杂的理论计算及推导。而探针光法是将整形的探针光通过具有热透镜效应的增益介质，通过测量光谱分布情况研究ESA的光谱分布情况及热透镜值大小。其中通过探针光技术观察光谱分布情况会受探测器精度影响较大而影响最终结果，通过探针光技术观察热透镜变化情况方法的优点是直观，但需要额外引入一束光，且测量精度非常低，不能准确反映晶体热效应的严重程度。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置和方法，能够提高测量精度，从而准确反映晶体热效应的严重程度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置，包括：单频激光器(1)、功率计(2)、分光镜(3)、F-P腔(4)、光电探测器(5)、示波器(6)、信号发生器(7)和高压放大器(8)；其中，所述分光镜(3)、所述F-P腔(4)、所述光电探测器(5)、所述示波器(6)、所述信号发生器(7)和高压放大器(8)依次连接；

所述单频激光器(1)的输出振荡光经所述分光镜(3)后注入到所述功率计(2)中，透过所述分光镜(3)的一部分的振荡光注入到所述F-P腔(4)中，经所述光电探测器(5)转化为电信号，将所述光电探测器(5)输出的电信号输入到所述示波器(6)，所述示波器(6)用于记录不同注入功率下所述单频激光器(1)的单频特性；所述示波器(6)与所述信号发生器(7)连接，所述信号发生器(7)用于产生低频扫描信号，所述低频扫描信号经所述高压放大器(8)放大后加载在粘连于所述F-P腔(4)内的压电陶瓷上。

可选的，所述单频激光器(1)包括激光增益晶体。

可选的，所述激光增益晶体采用Nd:YVO₄晶体。

可选的，所述单频激光器(1)的光学谐振腔为驻波腔或行波腔。

一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的方法，所述方法采用一种测量激光增益晶体内激发态吸收热负荷的装置，所述方法包括：