[发明专利]一种四镜环形谐振腔激光脉宽自动压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉宽压缩方法，特别涉及一种四镜环形谐振腔激光脉宽自动压缩方法。

背景技术

2微米左右波长的中红外波段激光受气体分子吸收和悬浮物散射的影响小，对雾、烟尘等具有较强的穿透力，而且在大气中的衰减较弱，因此在光谱测量、遥感、环保和光通信领域具有很高的应用价值。获得中红外激光输出最常用、最有效的手段是利用光学参量振荡器(OPO)对2.3μm波段激光进行频率下转换。为了降低光学参量振荡器的起振阈值，通常使用较复杂的谐振腔结构，而为了能够获得较好的激光输出，需要花费很大精力进行谐振腔的搭建、调整。

随着固体激光器技术的发展，光束质量的需求越来越迫切，其中包括光束能量、峰值功率、脉宽等，而窄脉宽的激光在气体检测等领域具有十分紧迫的需要，而目前的单一脉宽压缩技术，远远不能满足实际应用中对窄脉宽激光技术的需求。

另外，为了获得特定脉宽的激光，往往需要设计较为复杂的光学谐振腔，而这些腔型结构复杂，对光路调节技术要求较高，因此，要获得稳定的窄脉宽激光输出，就会变得比较困难，因此，对于复杂谐振腔下既要获得窄脉宽激光又要解决光路调节问题就变得十分迫切。

发明内容

本发明为了解决现有复杂谐振腔下窄脉宽及调光难的技术问题而设计的全新固体激光调节方法。

具体的，一种四镜环形谐振腔激光脉宽自动压缩方法，其特征在于，包括如下步骤：

使泵浦激光器1发射的泵浦激光经过第一脉宽压缩装置2进行第一次脉宽压缩后以45度入射角入射至输入镜3，经输入镜3透过的泵浦激光入射至非线性晶体4，非线性晶体4将所述泵浦激光转换为振荡光，从非线性晶体4透射出的泵浦激光经反射镜Ⅰ6透射到环形谐振腔外，从非线性晶体4出射的振荡光以45度入射角入射至反射镜Ⅰ6，经反射镜Ⅰ6反射的振荡光以45度入射角入射至反射镜Ⅱ7，经反射镜Ⅱ7反射的振荡光经过第二脉宽压缩装置5进行第二次脉宽压缩后以45度入射角入射至输出镜8，经输出镜8反射的振荡光以45度入射角入射至输入镜3并在环形谐振腔内继续振荡；

从所述输出镜8输出激光经过第三脉宽压缩装置11进行第三次脉宽压缩后入射至探测器9，所述探测器9将探测到的信号实时输入到所述计算机10，所述计算机10根据所述信号，结合所述计算机10预设激光模型进行调节，直至获得预期输出激光；

所述第一脉宽压缩装置2包括：

第一转动调整台，该第一转动调整台具有微米级步进电控系统；

石英色散棱镜对，位于所述第一转动调整台上，处于光路中心，能够在所述第一转动调整台的转动下进行微米级角度调整；

所述第二脉宽压缩装置5包括：

第二转动调整台，该第二转动调整台具有微米级步进电控系统；

F-P标准具，位于所述第二转动调整台上，处于光路中心，能够在所述第二转动调整台的转动下进行微米级角度调整；

第三脉宽压缩装置11包括：

第三转动调整台，该第三转动调整台具有微米级步进电控系统；

石英色散棱镜对，位于所述第一转动调整台上，处于光路中心，能够在所述第一转动调整台的转动下进行微米级角度调整；

所述探测器9将光学信号转换成电学信号后输入计算机10，计算机10根据该电学信号形成第一控制信号对所述第一脉宽压缩装置2、形成第二控制信号对第二脉宽压缩装置5、形成第三控制信号对第三脉宽压缩装置11进行自动调节，从而获得皮米级脉宽激光输出。

进一步的，所述第一转动调整台、第二转动调整台、第三转动调整台可以进行前、后、左、右、俯以及仰六方向调节。

进一步的，所述探测器9将探测到的光信号转变为模拟信号后实时输入到所述计算机10，所述计算机10根据所述模拟信号拟制出激光模型，并与所述计算机10预设的激光模型进行比较，并根据比较结果自动调整所述第一转动调整台、第二转动调整台、第三转动调整台的状态，直到所述输出光的脉宽与所述预设的激光模型相吻合。

进一步的，所述的非线性晶体4采用MgGeP2晶体；所述的MgGeP2晶体的两个通光面镀2μm增透且中红外光增透膜；所述的MgGeP2晶体的切割角为55度；所述的MgGeP2晶体采用第一类相位匹配方式。

进一步的，所述石英色散棱镜对厚度为2.5cm；所述F-P标准具的厚度为0.45mm。