[发明专利]一种功率比例可调的正交偏振双波长激光器

说明书

本发明公开了一种功率比例可调的正交偏振双波长激光器，线偏振的基频激光经耦合聚焦系统聚焦进入拉曼晶体，提供拉曼增益，当拉曼增益大于斯托克斯光谐振腔的损耗时，形成斯托克斯光在腔内振荡并输出。所用拉曼晶体在不同偏振方向上具有不同拉曼主峰频移，当基频光偏振方向与晶体主轴不平行时，得到正交偏振双波长激光输出，用半波片控制入射的线偏振基频激光的偏振方向，改变基频光沿晶体主轴方向两个偏振分量的比例，实现对正交偏振双波长输出功率比例的简便调节。

技术领域

本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种功率比例可调的正交偏振双波长激光器。

背景技术

波长相近、偏振方向相互正交的双波长激光器在非线性光学频率变换，激光雷达等领域具有重要应用。目前的正交偏振双波长激光器大多采用两块在两个偏振方向上具有不同发射峰波长的同种或两种激光晶体的组合，如Nd:YLF(掺钕氟化钇锂)^[1]或Nd:YAP(掺钕铝酸钇)^[2]等，在泵浦光的作用下分别提供两个正交偏振上不同激光波长的增益，通过腔内的偏振分束棱镜或偏振分束片等偏振器件对两个波长进行合束/分束，构建双波长谐振腔的合束部分以及相分离的分束部分。

该方法一般需要两套泵浦源，成本较高，且系统光路复杂；涉及激光谐振腔内的偏振分光和合束，器件损伤风险高；两激光晶体在两个波长处的受激发射截面不同，导致双波长激光脉冲时间同步的难度较大。如需调节双波长激光输出中两个波长的功率比例，也只能是通过两套泵浦源发射的泵浦功率进行调节，依赖于两套相互独立泵浦源，成本较高。

其他诸如双晶体OPO(光学参量振荡)等方法也能够通过相位匹配角度的设计实现对参量光波长的选择^[3]，获得双波长激光输出，但所能够实现的输出波长范围受相位匹配条件的限制，波长稳定性也对温度比较敏感，限制了应用。

参考文献

[1]Jing Zhang,HuiLong Liu,Jing Xia,and Xihong Fu,Orthogonallypolarized dual-wavelength Nd:YLiF₄ laser,Chin.Opt.Lett.13,031402(2015).

[2]Yanfei Lü,Jing Xia,Jing Zhang,Xihong Fu,and Huilong Liu,Orthogonally polarized dual-wavelength Nd:YAlO3 laser at 1341 and 1339nm andsum-frequency mixing for an emission at 670nm,Appl.Opt.53,5141-5146(2014).

[3]G.K.Samanta,and M.Ebrahim-Zadeh,Dual-wavelength,two-crystal,continuous-wave,optical parametric oscillator,Optics Letters,36,3033(2011).

发明内容

本发明提供了一种功率比例可调的正交偏振双波长激光器，本发明利用钨酸钆钾(KGW)类晶体不同偏振方向上拉曼主峰频移不同，实现波长相近的正交偏振双波长激光输出，且双波长激光的功率比例能够进行便捷的调节，克服了现有双波长激光器系统复杂、损伤风险高、难以时间同步等方面的缺点，详见下文描述：

一种功率比例可调的正交偏振双波长激光器，所述双波长激光器包括：基频激光光源、耦合聚焦系统、半波片、斯托克斯光谐振腔、拉曼晶体，

线偏振的基频激光经耦合聚焦系统聚焦进入拉曼晶体，提供拉曼增益，当拉曼增益大于斯托克斯光谐振腔的损耗时，形成斯托克斯光在腔内振荡并输出；