專利名稱：一種環(huán)行腔激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及一種利用兩個直角棱鏡和光學(xué)材料板通過光膠或深化光膠膠合構(gòu)成環(huán)行腔的激光器。
背景技術(shù)：
在激光腔中，行波腔可消去傳統(tǒng)振蕩中由于駐波強(qiáng)度分布引起的“空間燒孔”。其原理是由3面或4面鏡子組成的環(huán)狀諧振腔和一個單向光匣構(gòu)成的振蕩器，就能產(chǎn)生行波，振蕩器內(nèi)有兩個反向環(huán)行波，光匣使其中一個方向光出現(xiàn)大的損耗，如果損耗大的波被抑制，激光器就會出現(xiàn)單向光。如圖1所示的行波振蕩器，由四面鏡子形成一個矩形諧振腔，一根布儒斯特端面激光棒，一塊λ/2波片和一個法拉第旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成，為了最大限度地反射激光波長，有三面鏡子鍍上了反射膜，第四面鏡子是部分透射的，半波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器形成單向光匣，法拉第旋轉(zhuǎn)器中有一根玻璃棒處在螺絲管產(chǎn)生的軸向磁場內(nèi)。
具有大磁光常量的法拉第旋轉(zhuǎn)器使兩個循環(huán)光束的偏振面旋轉(zhuǎn)一個小角度±θ(偏振面取決于布儒斯特端面棒)，正、負(fù)取決于磁場的傳播方向和偏振率，半波片的一條軸與光束偏振方向β/2夾角。調(diào)節(jié)磁場，使光波逆時針方向傳播，半波片使偏振面和法拉第盒分別旋轉(zhuǎn)β+θ角，因此總旋轉(zhuǎn)角為β+θ，兩個反向旋轉(zhuǎn)波之間損耗差Δα＝Sin2(β+θ)-Sin2(β-θ)，為得到最大輸出功率，調(diào)節(jié)半波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器的磁場強(qiáng)度，使β＝θ，因此與4θ2成正比的總耗損只出現(xiàn)在順時針方向，逆時針方向的波長沒有出現(xiàn)衰減，因而激光器內(nèi)出現(xiàn)單向波振蕩。
由于圖1所示的行波振蕩器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需元件多，所以至今未得到廣泛應(yīng)用。隨著半導(dǎo)體激光器作為泵浦出現(xiàn)，人們設(shè)計(jì)了二極管泵浦的單向單片環(huán)行激光器，單頻輸出及單片結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的頻率優(yōu)良，幅度非常穩(wěn)定，這是這種設(shè)計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)，但單片環(huán)行激光器不能采用用于高效產(chǎn)生二次諧波，調(diào)Q或者對單頻輸出進(jìn)行調(diào)諧的腔內(nèi)元件。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以采用各種的腔內(nèi)元件實(shí)現(xiàn)二次諧波，調(diào)Q或者對單頻輸出等功能的環(huán)行腔的激光器。
本實(shí)用新型的目的可通過下述的結(jié)構(gòu)來達(dá)到激光器包含LD泵浦光源、準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)和環(huán)行腔，其中環(huán)行腔由兩片直角棱鏡中間加一片兩端平行玻璃板構(gòu)成，環(huán)行腔的光路中加入偏振棱鏡、激光增益介質(zhì)、波片、法拉第旋轉(zhuǎn)片。
以上結(jié)構(gòu)簡單，通過在環(huán)形腔中插入波片、激光增益介質(zhì)、倍頻晶體、偏振棱鏡或Work-off晶體、透鏡、法拉第旋轉(zhuǎn)片等腔內(nèi)元件，泵浦光由偏振棱鏡或Work-off晶體一側(cè)進(jìn)入環(huán)形腔泵浦激光增益介質(zhì)，基波光或倍頻光偏振棱鏡另一側(cè)輸出，因此可以實(shí)現(xiàn)二次諧波，調(diào)Q或者對單頻輸出等功能。


現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述圖1是現(xiàn)有行波振蕩器的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型激光器的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖3是本實(shí)用新型激光器的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖4是本實(shí)用新型激光器中環(huán)形腔的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
具體實(shí)施方式
如圖2、3、4所示本實(shí)用新型激光器，其包含LD泵浦光源104、準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)105、106、偏振棱鏡107、激光增益介質(zhì)108、波片109、法拉第旋轉(zhuǎn)片110、依序通過膠膠合而成，膠可以是光膠或深化光膠，在法拉第旋轉(zhuǎn)片110的光輸出端，加入由兩片直角棱鏡101、102中間加一片兩端平行玻璃板103通過膠膠合構(gòu)成的環(huán)形腔，環(huán)形腔中兩片直角棱鏡101、102和一片兩端平行玻璃板103膠合形成工字形或凸寶蓋形，兩直角棱鏡直角面1011、1012、1021、1022形成1011∥1022、1012∥1021。偏振棱鏡107可以是特殊晶體、Rochon棱鏡或Work-off晶體，偏振棱鏡107由三片晶體構(gòu)成，其光軸均躺在同一平面上，前后兩片光軸方向相同，中間一片平行平片晶體光軸與前后兩片棱鏡有一定夾角。該棱鏡可使e光反射，O光透射。泵浦光源104發(fā)出的光通過準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)105、106會聚在偏振棱鏡107上，偏振棱鏡107棱鏡透射O光，反射e光到激光增益介質(zhì)108上，波片109光軸與激光偏振方向成β/2夾角，法拉弟旋轉(zhuǎn)片110使光偏振方向轉(zhuǎn)動θ角，這樣正向循環(huán)光與偏振棱鏡通過光軸振方向成β+θ角，反向光比損耗比正向反射光耗損小，從而實(shí)現(xiàn)激光器單向運(yùn)作，在圖2結(jié)構(gòu)僅為獲得基波時，β有意不等于θ，這樣光每次通過一次棱鏡會有Sin2(β-θ)的光從偏振棱鏡107另一晶體介面反射輸出。
當(dāng)需要調(diào)Q輸出時，再插入被動調(diào)Q晶體111，即可實(shí)現(xiàn)調(diào)Q輸出，當(dāng)需要調(diào)諧或壓窄線窄時，可在112處加入相應(yīng)光學(xué)元件，調(diào)Q晶體111和其他光學(xué)元件112可以作為環(huán)行腔為獲特殊功能而插入的光學(xué)元件，加在環(huán)形腔輸入端。
還可以在激光器中環(huán)形腔輸出端加上倍頻晶體113，波片114，當(dāng)倍頻晶體113為I類倍頻晶體，則不需波片114，倍頻晶體113產(chǎn)生倍頻光為e光，直接從107一端全反射輸出，如倍頻晶體113為II類相位匹配晶體，波片114為相對基波全波片，相對倍頻光為1/2波片，其光軸與棱鏡通過光光軸方向是22.5°，這樣倍頻光相對偏振棱鏡光軸為e光，保證倍頻光從偏振棱鏡一端反射輸出，該結(jié)構(gòu)中θ＝2β，保證腔內(nèi)基波光損耗最小，和獲得較高激光倍頻光輸出。
權(quán)利要求1.一個環(huán)行腔的激光器，其包含LD泵浦光源、準(zhǔn)直器聚焦系統(tǒng)和環(huán)行腔，其特征在于環(huán)行腔由兩片直角棱鏡中間加一片兩端平行玻璃板構(gòu)成，環(huán)行腔的光路中加入偏振棱鏡、激光增益介質(zhì)、波片、法拉第旋轉(zhuǎn)片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于環(huán)形腔中兩片直角棱鏡和一片兩端平行玻璃板膠合形成工字形或凸寶蓋形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于兩片直角棱鏡的相對的直角面相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于偏振棱鏡由三片晶體構(gòu)成，其光軸均在同一平面上，前后兩片光軸方向相同，中間一片平行平片晶體光軸與前后兩片棱鏡有一定夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于偏振棱鏡是特殊晶體、Rochon棱鏡或Work-off晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于在環(huán)形腔光路中加入調(diào)Q晶體和其他光學(xué)元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于在環(huán)形腔光路中加入倍頻晶體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一個環(huán)行腔的激光器，其特征在于倍頻晶體是II類相位匹配晶體時，加入相對倍頻光波長的半波片。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用兩個直角棱鏡和光學(xué)材料板通過光膠或深化光膠膠合構(gòu)成環(huán)行腔的激光器，激光器包含LD泵浦光源、準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)和環(huán)行腔，環(huán)行腔由兩片直角棱鏡中間加一片兩端平行玻璃板構(gòu)成，環(huán)行腔的光路中加入偏振棱鏡、激光增益介質(zhì)、波片、法拉第旋轉(zhuǎn)片，以上結(jié)構(gòu)簡單，通過在環(huán)形腔中插入波片、激光增益介質(zhì)、倍頻晶體、偏振棱鏡或Work－off晶體、透鏡、法拉第旋轉(zhuǎn)片等腔內(nèi)元件，泵浦光由偏振棱鏡或Work－off晶體一側(cè)進(jìn)入環(huán)形腔泵浦激光增益介質(zhì)，基波光或倍頻光偏振棱鏡另一側(cè)輸出，因此可以實(shí)現(xiàn)二次諧波，調(diào)Q或者對單頻輸出等功能。
文檔編號H01S3/083GK2786836SQ20052007067
公開日2006年6月7日 申請日期2005年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月5日
發(fā)明者吳礪 申請人:吳礪