[发明专利]实现自动宽调谐的单频连续波全固态钛宝石激光器

摘要

本发明涉及一种实现自动宽调谐的单频连续波全固态钛宝石激光器及方法。本发明的目的是解决现有的可调谐钛宝石激光器及调谐方法中存在操作繁琐复杂、调谐范围窄及调谐精度低的技术问题。本发明的技术方案是：一种实现自动宽调谐的单频连续波全固态钛宝石激光器，包括泵浦源、钛宝石晶体、四镜环行激光谐振腔、宽带光学单向器、双折射滤波片、电光标准具、耦合系统、分束镜、波长计、计算机、压电控制器和压电旋转电机；本发明利用Labview自动控制程序实现钛宝石激光器输出波长的自动调谐，自动宽调谐装置只需在控制界面上设定目标波长值，即可实现全固态连续单频钛宝石激光器输出波长的调谐，不需要繁琐复杂的操作过程，大大降低了人为操作的失误率。

主权项

1.一种实现自动宽调谐的单频连续波全固态钛宝石激光器，其特征在于：包括泵浦源(1)、钛宝石晶体(2)、四镜环行激光谐振腔(3)、宽带光学单向器(4)、双折射滤波片(5)、电光标准具(6)、耦合系统(7)、分束镜(8)、波长计(9)、计算机(10)、压电控制器(11)和压电旋转电机(12)；所述耦合系统(7)设在泵浦源(1)的出射光路上，所述的四镜环行激光谐振腔(3)由第一平凹镜(31)、第二平凹镜(32)、第一平面镜(33)和第二平面镜(34)构成；第一平凹镜(31)设在耦合系统(7)的出射光路上，第二平凹镜(32)设在第一平凹镜(31)的透射光路上，第一平面镜(33)设在第二平凹镜(32)的反射光路上，第二平面镜(34)设在第一平面镜(33)的反射光路上；所述钛宝石晶体(2)以布儒斯特角设在第一平凹镜(31)和第二平凹镜(32)之间；所述宽带光学单向器(4)设在第二平面镜(34)和第一平凹镜(31)之间；所述电光标准具(6)设在第一平面镜(33)和第二平面镜(34)之间；所述压电旋转电机(12)设在第二平凹镜(32)和第一平面镜(33)之间；所述双折射滤波片(5)设在压电旋转电机(12)中，所述分束镜(8)设在四镜环行激光谐振腔(3)的出射光路上，所述波长计(9)设在分束镜(8)的反射光路上，波长计(9)的信号输出端经USB通讯接口与计算机(10)的信号输入端连接，计算机(10)的信号输出端口与压电控制器(11)的信号输入端口连接，压电控制器(11)的信号输出端口与压电旋转电机(12)的信号输入端口连接；所述的双折射滤波片(5)由三片光轴平行、厚度比例为1:2:4的石英晶体材料制成，且双折射滤波片(5)与四镜环行激光谐振腔(3)的光路成布儒斯特入射角；所述实现自动宽调谐的单频连续波全固态钛宝石激光器，其自动宽调谐的实现方法包括如下步骤：1)泵浦源(1)发出激光光束，激光光束被耦合系统(7)整形聚焦后入射到放置在四镜环行激光谐振腔(3)中的钛宝石晶体(2)上，激光光束经钛宝石晶体(2)激发产生近红外波段内的激光，该激光经四镜环行激光谐振腔(3)中的第二平凹镜(32)、压电旋转电机(12)、第一平面镜(33)、电光标准具(6)、第二平面镜(34)、宽带光学单向器(4)和第一平凹镜(31)，形成激光振荡回路，一部分腔内振荡激光经第二平面镜(34)输出，输出的激光经分束镜(8)反射一小部分进入波长计(9)，剩余作为主激光输出；2)波长计(9)测量分束镜(8)反射激光的波长；3)计算机(10)中的Labview程序读取波长计(9)测量的波长值后将读取的波长值与设定的目标波长值作比较；4)当读取的波长值与目标波长值的差值大于0.1nm时，Labview控制程序产生控制信息加载到压电控制器(11)上，压电控制器(11)生成相应的控制信号作用于压电旋转电机(12)，控制压电旋转电机(12)向前旋转，控制双折射滤波片(5)的转动；当读取的波长值与目标波长值的差值小于‑0.1nm时，Labview控制程序产生控制信息加载到压电控制器(11)上，压电控制器(11)生成相应的控制信号作用于压电旋转电机(12)，控制压电旋转电机(12)向后旋转，控制双折射滤波片(5)的转动；5)重复步骤2)、3)、4)，直到两波长差值的绝对值小于0.1nm，完成自动宽调谐单频连续波全固态钛宝石激光器的输出波长的自动宽调谐。