一種單頻環(huán)行諧振腔激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種單頻環(huán)行諧振腔激光器。包括LD泵浦光源，準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)和環(huán)行諧振腔，其特征在于所述環(huán)行諧振腔包括對(duì)稱一端帶高反射膜一端帶對(duì)稱雙楔角的激光增益介質(zhì)，1/2波片和法拉第旋轉(zhuǎn)片。LD泵浦光源通過(guò)準(zhǔn)直聚焦，從平面端面聚焦在增益介質(zhì)中，增益介質(zhì)受激產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)1/2波片，形成線偏振光，并入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，所述法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)的作用下最終實(shí)現(xiàn)激光器的環(huán)形單向輸出。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，制造成本低，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，且能通過(guò)使用不同晶體材料實(shí)現(xiàn)可選波長(zhǎng)激光輸出。
【專利說(shuō)明】
一種單頻環(huán)行諧振腔激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光器，尤其是指一種單頻環(huán)行諧振腔激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)行諧振腔激光器由于具有功率高、噪聲低和頻率特性好的特點(diǎn)，其在高精度激光測(cè)量、精度光譜學(xué)、頻率計(jì)量及相干信息處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，由于環(huán)行諧振腔激光器結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，尺寸較小且易于集成，其已經(jīng)取代了法布里諧振腔被應(yīng)用在單片集成光學(xué)系統(tǒng)中。環(huán)行行波諧振腔激光器的另外一個(gè)特點(diǎn)在于在保持較大功率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)單頻單向激光輸出。目前多數(shù)激光器以聲光調(diào)制器作為單向器的環(huán)行諧振腔激光器，輸出功率較低，這限制了該類激光器的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單頻環(huán)行諧振腔激光器。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0005]—種單頻環(huán)行諧振腔激光器，包括LD栗浦光源，準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)和環(huán)形諧振腔，其特征在于所述環(huán)形諧振腔包括一端帶高反射膜一端帶對(duì)稱雙楔角的激光增益介質(zhì)，1/2波片和法拉第旋轉(zhuǎn)片，LD栗浦光源通過(guò)準(zhǔn)直聚焦，從平面端面聚焦在增益介質(zhì)中，增益介質(zhì)受激產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)1/2波片，形成線偏振光，并入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，所述法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)的作用下選擇性截止一定偏振方向的激光最終實(shí)現(xiàn)激光器的環(huán)形單向輸出。
[0006]在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0007]所述偏振光入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，入射到所述旋轉(zhuǎn)片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并從旋轉(zhuǎn)片平面端出射，從旋轉(zhuǎn)片平面出射的激光經(jīng)過(guò)1/2波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)，入射到增益介質(zhì)的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)直到其平面端，此后又被反射從增益介質(zhì)的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下，不允許該偏振光通過(guò)，使其反射回增益介質(zhì)從而形成環(huán)行光路。
[0008]所述偏振光入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下不允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，而使其被反射經(jīng)過(guò)1/2波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)，入射到增益介質(zhì)的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)直到其平面端，此后又被反射從增益介質(zhì)的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下，允許該激光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，入射到所述旋轉(zhuǎn)片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并從旋轉(zhuǎn)片平面端出射返回增益介質(zhì)，從而形成環(huán)形光路。
[0009]所述增益介質(zhì)為Nd: YAG。
[0010]所述增益介質(zhì)為Nd: YVO4。
[0011]所述增益介質(zhì)為Pr: YLF。
[0012 ]所述法拉第旋轉(zhuǎn)片所在磁場(chǎng)由永磁場(chǎng)提供。
[0013]所述法拉第旋轉(zhuǎn)片所在磁場(chǎng)由電磁場(chǎng)提供。
[0014]所述增益介質(zhì)平面端面鍍膜，該膜層對(duì)栗浦光源具有高透過(guò)率。
[0015]本實(shí)用新型的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，制造成本低，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，且能通過(guò)使用不同晶體材料實(shí)現(xiàn)可選波長(zhǎng)激光輸出。
【附圖說(shuō)明】

[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]圖1是環(huán)行諧振腔激光器單向輸出結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是環(huán)行諧振腔激光器反向單向輸出結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3是以Pr:YLF晶體為增益介質(zhì)的環(huán)行諧振腔激光器工作示意圖。
[0020]圖4是以NchYVO4晶體為增益介質(zhì)的環(huán)行諧振腔激光器工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0022]本實(shí)用新型的單頻環(huán)行諧振腔激光器，包括LD栗浦光源，準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)和環(huán)形諧振腔，其特征在于所述環(huán)形諧振腔包括對(duì)稱雙楔角激光增益介質(zhì)，1/2波片和法拉第旋轉(zhuǎn)片，LD栗浦光源通過(guò)準(zhǔn)直聚焦，從平面端面聚焦在增益介質(zhì)中，增益介質(zhì)受激產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)1/2波片，形成線偏振光，并入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，所述法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)的作用下最終實(shí)現(xiàn)激光器的環(huán)形單向輸出。該激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，制造成本低，適宜大規(guī)模生產(chǎn)，且能通過(guò)使用不同晶體材料實(shí)現(xiàn)可選波長(zhǎng)激光輸出。
[0023]具體的，如圖1所示的實(shí)施例一，LD栗浦光源通過(guò)準(zhǔn)直聚焦，從平面端面聚焦在增益介質(zhì)101中，增益介質(zhì)101由Nd:YAG材料構(gòu)成，其中平面端面鍍膜，該膜層對(duì)栗浦光源具有高透過(guò)率。從增益介質(zhì)受激產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)1/2波片103，形成線偏振光，并入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片102平面端。法拉第旋轉(zhuǎn)片102在磁場(chǎng)作用下允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片102直到球面端，該磁場(chǎng)由永磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)提供。此時(shí)，入射到旋轉(zhuǎn)片102球面端的激光，90%被球面端的鍍膜反射，并從旋轉(zhuǎn)片102平面端出射。從旋轉(zhuǎn)片102平面端出射的激光經(jīng)過(guò)1/2波片103，偏振方向改變，在入射到增益介質(zhì)101的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)101直到其平面端。到達(dá)增益介質(zhì)101平面端的激光，被表面所鍍對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)范圍的高反射率膜反射，并從增益介質(zhì)101的另一楔角面出射。激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片102平面端。法拉第旋轉(zhuǎn)片102在磁場(chǎng)作用下，不允許該偏振光通過(guò)，使其反射回增益介質(zhì)101從而形成環(huán)行光路。即使有少量光能進(jìn)入，其也將被旋轉(zhuǎn)片102球面端所鍍的高反射率膜反射，而不能從旋轉(zhuǎn)片射出，從而保證了環(huán)行諧振腔激光器的單向輸出。
[0024]如圖2所示的實(shí)施例二，與實(shí)施例一不同的是，該實(shí)施例中法拉第旋轉(zhuǎn)片202的磁光效應(yīng)不同，當(dāng)偏振光入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片202平面端時(shí)，法拉第旋轉(zhuǎn)片202在磁場(chǎng)作用下不允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片202直到球面端，而使其被反射經(jīng)過(guò)1/2波片203，偏振方向旋轉(zhuǎn)，入射到增益介質(zhì)201的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)201直到其平面端，此后又被反射從增益介質(zhì)201的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片202平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片202在磁場(chǎng)作用下，允許該激光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片202直到球面端，入射到所述旋轉(zhuǎn)片202球面端的激光一部分出射，一部分被反射并從旋轉(zhuǎn)片202平面端出射返回增益介質(zhì)201，從而形成環(huán)形光路。
[0025]如圖3所示的實(shí)施例三，與實(shí)施例一不同的是，增益介質(zhì)301由由Pr:YLF晶體構(gòu)成，由于激光的起偏作用不同，使得到達(dá)I/2的激光偏振狀態(tài)，最終出射光的偏振方向也不相同。
[0026]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單頻環(huán)行諧振腔激光器，包括LD栗浦光源，準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)和環(huán)形諧振腔，其特征在于:所述環(huán)形諧振腔包括對(duì)稱雙楔角激光增益介質(zhì)，1/2波片和法拉第旋轉(zhuǎn)片，LD栗浦光源通過(guò)準(zhǔn)直聚焦，從平面端面聚焦在增益介質(zhì)中，增益介質(zhì)受激產(chǎn)生的光，經(jīng)過(guò)1/2波片，形成線偏振光，并入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，所述法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)的作用下最終實(shí)現(xiàn)激光器的環(huán)形單向輸出。2.如權(quán)利要求1所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述偏振光入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，入射到所述旋轉(zhuǎn)片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并從旋轉(zhuǎn)片平面端出射，從旋轉(zhuǎn)片平面出射的激光經(jīng)過(guò)1/2波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)，入射到增益介質(zhì)的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)直到其平面端，此后又被反射從增益介質(zhì)的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下，不允許該偏振光通過(guò)，使其反射回增益介質(zhì)從而形成環(huán)行光路。3.如權(quán)利要求1所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述偏振光入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下不允許偏振光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，而使其被反射經(jīng)過(guò)1/2波片，偏振方向旋轉(zhuǎn)，入射到增益介質(zhì)的楔角面后折射進(jìn)入增益介質(zhì)直到其平面端，此后又被反射從增益介質(zhì)的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后經(jīng)過(guò)空氣入射到法拉第旋轉(zhuǎn)片平面端，法拉第旋轉(zhuǎn)片在磁場(chǎng)作用下，允許該激光入射進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)片直到球面端，入射到所述旋轉(zhuǎn)片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并從旋轉(zhuǎn)片平面端出射返回增益介質(zhì)，從而形成環(huán)形光路。4.如權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述增益介質(zhì)為Nd:YAG05.如權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述增益介質(zhì)為Nd:YVO4O6.如權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述增益介質(zhì)為Pr:YLF ο7.權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述法拉第旋轉(zhuǎn)片所在磁場(chǎng)由永磁場(chǎng)提供。8.如權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述法拉第旋轉(zhuǎn)片所在磁場(chǎng)由電磁場(chǎng)提供。9.如權(quán)利要求1至3任一所述單頻環(huán)行諧振腔激光器，其特征在于:所述增益介質(zhì)平面端面鍍膜，該膜層對(duì)栗浦光源具有高透過(guò)率。
【文檔編號(hào)】H01S3/083GK205693130SQ201620589935
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日 公開(kāi)號(hào)201620589935.2, CN 201620589935, CN 205693130 U, CN 205693130U, CN-U-205693130, CN201620589935, CN201620589935.2, CN205693130 U, CN205693130U
【發(fā)明人】吳礪, 孫正國(guó), 賀坤, 黃宏
【申請(qǐng)人】福州高意光學(xué)有限公司