專利名稱：一種頻率可調的單縱模微片激光器的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光器領域，尤其涉及單縱模微片激光器。
背景技術：
雙頻激光器在通訊光纖的研究；衛星傳送照片的圖像處理；相對相位和位移的 精密測量；輕工化工中旋光物質的研究；光學元件和光學膜層性能的測量；精密光學測 量；精密機械測量；精密儀器和高級實驗室的激光電源；組成雙頻激光器列陣，產生幾 百兆赫的雙光頻頻差等領域都有廣泛的應用。在精密測量、頻率參考等領域，頻率間隙固定的雙波長甚至是多波長光源的獲 取非常重要。在精密測量中尤其實在邁克爾遜干涉儀中等頻率間隙的雙波長光源是通過 在He-Ne激光器中施加磁場來獲得的，而此種結構的激光器具有結構復雜體積較大的缺點。又有中國專利申請號為200810071796.4的技術方案提出的一種雙頻激光器，其 前面的諧振腔對泵浦光后剩余的泵浦光泵浦后面諧振腔以此獲得雙頻激光輸出，由于泵 浦光吸收的不穩定性因此其兩個頻率的功率穩定性，頻率穩定性，頻率差的穩定性都較差。
發明內容
因此，本發明針對上述雙頻激光器存在的不足，提出了一種結構簡單的可實現 可調固定頻率間隙的激光器結構，其可實現可調頻率間隙的雙頻甚至多頻的激光器結 構。本發明采用如下技術方案
一種頻率可調的單縱模微片激光器，包括產生泵浦光的泵浦光源、準直泵浦光的準 直透鏡、耦合泵浦光至微片式激光腔的耦合透鏡及微片式單縱模激光腔。其中，所述 的微片式單縱模激光腔至少包括膠合的一激光增益介質片和一帶楔角的光學晶體片，以 及鍍于前后通光端面的腔鏡膜，通過調節泵浦光在微片式單縱模激光腔的不同入射泵浦 點，進而調節單縱模激光輸出頻率。進一步的，所述的帶楔角的光學晶體片的楔角=10”。進一步的，所述的激光增益介質片的厚度=100 iim。進一步的，通過調節耦合透鏡的位置使得聚焦光斑的位置出現偏移，進而來實 現調節泵浦光在微片式單縱模激光腔的不同入射泵浦點的位置偏移。進一步的，所述的泵浦光源是1個，并通過一分光元件分成空間間隔的2束泵浦 光來泵浦所述的微片式單縱模激光腔。所述的分光元件的位置可以調節。進一步的，所述的泵浦光源是2個或者以上，產生相應數量束的空間間隔的泵 浦光來泵浦所述的微片式單縱模激光腔。所述的泵浦光源的泵浦功率可以調節。進一步的，所述的激光增益介質片是各向同性的激光增益介質，或者是各向異性的激光增益介質。進一步的，所述的帶楔角的光學晶體片是和激光增益介質片相同或者不同基質 材料的晶體片。進一步的，所述的微片式單縱模激光腔還插入其他的光學晶體片。更進一步的，所述的其他的光學晶體片包括散熱晶體片、線性晶體片、非線性 晶體片。本發明采用如上技術方案，一種結構簡單的可實現可調固定頻率間隙的激光器 結構，其可實現可調頻率間隙的雙頻甚至多頻的激光器結構。此種結構的微片具有的優 勢是由2個或以上泵浦光分別泵浦產生，產生分離的兩束或多束激光。因此，其相互 影響較小，頻率更加穩定，頻率差也更加穩定可控。
圖1是本發明的實施例1的結構示意圖。圖2是本發明的實施例2的結構示意圖。圖3a是本發明的微片式單縱模激光腔的第1種結構示意圖。圖3b是本發明的微片式單縱模激光腔的第2種結構示意圖。圖3c是本發明的微片式單縱模激光腔的第3種結構示意圖。圖3d是本發明的微片式單縱模激光腔的第4種結構示意圖。圖3e是本發明的微片式單縱模激光腔的第5種結構示意圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式
對本發明進一步說明。本發明的頻率可調的單縱模微片激光器，包括產生泵浦光的泵浦光源、準直泵 浦光的準直透鏡、耦合泵浦光至微片式激光腔的耦合透鏡及微片式單縱模激光腔。其 中，所述的微片式單縱模激光腔至少包括膠合的一激光增益介質片和一帶楔角的光學晶 體片，以及鍍于前后通光端面的腔鏡膜，通過調節泵浦光在微片式單縱模激光腔的不同 入射泵浦點，進而調節單縱模激光輸出頻率。參閱圖1所示的頻率可調的單縱模微片激光器，整個激光腔夾角為δ Θ，即帶 楔角的光學晶體片202的楔角δ θ的取值應當在10秒之內，以保證其產生激光振蕩的泵 浦閾值不至于太高。兩泵浦點位置間距為L，設1路激光的發射波長為λ ^,有效腔長為 d，那么我們便可以得到1路激光與2路激光的頻率間隙Δ λ = XJI^tan (δ 0)/d,泵浦 點取不同的位置便會有不同的Δ λ，即達到微調頻率間隙的目的。其中，101為半導體激光泵浦光源，102a為光學準直元件，103為分光器件，采 用NPBS分束，也可采用其他分光器件，可以分束為兩束也可擴展分為多光束，以實現 光光束激光輸出，102b為光學聚焦元件。104為微片式單縱模激光腔，其由超薄激光增 益介質201和光學楔角片202組成，以及鍍于前后通光端面的前腔鏡膜203和后腔鏡膜 204。超薄激光增益介質201的厚度控制在IOOum之內，以保證短增益介質實現單縱模輸 出。其可以是各向同性的激光增益介質，如Nd: YAG,也可以是各向異性的激光增益介 質，如Nd: YVO40 202為帶楔角的光學晶體片，即光學楔角片，其材料可以是無摻雜的與激光增益介質相同的基質材料，如YAG/YV04，也可以是光學性能相似或者不同的激 光級光學材料如SF11，K9等。需要特別說明的是，如果光學楔角片202為無摻雜的與激光增益介質201相同 的基質材料，如YAG/YVO4，這樣的由于整個激光腔具有相同的熱光特性，因此1路激 光與2路激光隨溫度變化的頻率漂移相同，可以實現頻率差的高溫度穩定性。如果光學 楔角片202為光學性能不同的光學材料，1路激光與2路激光其頻率隨溫度變化量將會不 同。采用同一半導體泵浦光源101，我們可以通過調節分束元件103以及光學聚焦元 件102b的相對位置來實現相對泵浦位置的調整進而實現頻率間隙的調整。參閱圖2所示，為本發明專利的另外一種實施例結構。其分別采用兩個半導體 激泵浦源101a、101b來泵浦微片式單縱模激光腔104的不同位置以產生不同的激光輸出 波長。通過調整不同半導體激泵浦源101a、101b的功率大小，以此改變微片式單縱模激 光腔104中不同位置的熱效應產生不同的有效激光腔長，這樣可以微調兩個(或多個)激 光輸出波長的頻率差。另外也可以通過微調節準直聚焦透鏡102的位置使得聚焦光斑的 位置出現偏移以達到調整輸出激光束頻率差的目的。所述的泵浦光源還可以是3個或者 以上，產生相應數量束的空間間隔的泵浦光來泵浦所述的微片式單縱模激光腔104。參閱圖3a-圖3e所示，本發明的微片式單縱模激光腔104可以是插入或不插入 其他的光學晶體片的結構，光學晶體片包括散熱晶體片、線性晶體片、非線性晶體片。例如，圖3a所示的是實施例1中的由超薄激光增益介質201和普通光學楔角片 202組成的微片式激光諧振腔。圖3b所示的是由超薄激光增益介質201和KTP的非線 性晶體的光學楔角片206組成的微片式激光諧振腔。圖3c所示的是由散熱晶體205、超 薄激光增益介質201和普通光學楔角片202組成的微片式激光諧振腔，散熱晶體可以為 YAG，YV04等。圖3d所示的是由超薄激光增益介質201、LBO的非線性晶體片207和 普通光學楔角片202組成的微片式激光諧振腔。圖3e所示的是由散熱晶體205、超薄激 光增益介質201、LBO的非線性晶體片207和普通光學楔角片202組成的微片式激光諧振 腔。圖3b、圖3d、圖3e中都引入了非線性晶體可以實現基頻激光波長的變換。這樣的 激光腔結構的替代方式可以是多種的，于此不再窮舉和贅述。盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該 明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內，在形式上和細節上可 以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種頻率可調的單縱模微片激光器，包括產生泵浦光的泵浦光源、準直泵浦光 的準直透鏡、耦合泵浦光至微片式激光腔的耦合透鏡及微片式單縱模激光腔，其特征在 于所述的微片式單縱模激光腔至少包括膠合的一激光增益介質片和一帶楔角的光學晶 體片，以及鍍于前后通光端面的腔鏡膜，通過調節泵浦光在微片式單縱模激光腔的不同 入射泵浦點，進而調節單縱模激光輸出頻率。
2.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的帶楔 角的光學晶體片的楔角=10”。
3.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的激光 增益介質片的厚度=100 μ m。
4.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于通過調節耦 合透鏡的位置使得聚焦光斑的位置出現偏移，進而來實現調節泵浦光在微片式單縱模激 光腔的不同入射泵浦點的位置偏移。
5.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的泵浦 光源是1個，并通過一分光元件分成空間間隔的2束泵浦光來泵浦所述的微片式單縱模激 光腔。
6.根據權利要求5所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的分光 元件的位置可以調節。
7.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的泵浦 光源是2個或者以上，產生相應數量束的空間間隔的泵浦光來泵浦所述的微片式單縱模 激光腔。
8.根據權利要求7所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于 光源的泵浦功率可以調節。
9.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于 增益介質片是各向同性的激光增益介質，或者是各向異性的激光增益介質。
10.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于 角的光學晶體片是和激光增益介質片相同或者不同基質材料的晶體片。
11.根據權利要求1所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于 式單縱模激光腔還插入其他的光學晶體片。
12.根據權利要求11所述的頻率可調的單縱模微片激光器，其特征在于所述的其 他的光學晶體片包括散熱晶體片、線性晶體片、非線性晶體片。
全文摘要
本發明涉及激光器領域，尤其涉及單縱模微片激光器。本發明的頻率可調的單縱模微片激光器，包括產生泵浦光的泵浦光源、準直泵浦光的準直透鏡、耦合泵浦光至微片式激光腔的耦合透鏡及微片式單縱模激光腔。其中，所述的微片式單縱模激光腔至少包括膠合的一激光增益介質片和一帶楔角的光學晶體片，以及鍍于前后通光端面的腔鏡膜，通過調節泵浦光在微片式單縱模激光腔的不同入射泵浦點，進而調節單縱模激光輸出頻率。本發明的頻率可調的單縱模微片激光器由2個或以上泵浦光分別泵浦產生，產生分離的兩束或多束激光。因此，其相互影響較小，頻率更加穩定，頻率差也更加穩定可控。
文檔編號H01S3/06GK102013622SQ20101054896
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者劉國宏, 吳礪, 賀坤, 魏豪明 申請人:福州高意通訊有限公司