專(zhuān)利名稱(chēng)：一種腔內(nèi)倍頻微片激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，尤其是一種低噪聲的腔內(nèi)倍頻激光器。
背景技術(shù)：
低噪聲的微片激光器在生物檢測(cè)、醫(yī)學(xué)、制藥、彩色顯示、全息等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用前景。但是內(nèi)腔倍頻的微片激光器卻受到所謂“綠光問(wèn)題”的困擾。1986年，T.Baer首次指出，“綠光問(wèn)題”是由于激光器腔內(nèi)兩個(gè)縱模的合頻造成的交叉增益飽和的，并且以YAG/KTP激光器為例，建立模型，通過(guò)數(shù)值計(jì)算很好地解釋了這一問(wèn)題。隨后，為了解決“綠光問(wèn)題”，相繼出現(xiàn)了各種方案。根據(jù)消除綠噪聲的方法不同，這些方案可以分成3大類(lèi)。1.單縱模激光器。單縱模激光器采用適當(dāng)?shù)倪x頻方法，讓腔內(nèi)只有一個(gè)縱模起振，從而徹底消除了不同縱模之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)激光器的低噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)。2.多縱模激光器。多縱模的想法與單縱模剛好相反。這種方案采用極長(zhǎng)的激光諧振腔(比如1.5米)，使得激光器的縱模間隔很小，從而很多個(gè)縱模都可以起振(典型數(shù)據(jù)是100到200個(gè)縱模)。由于縱模極多，模之間的相互作用被大大降低。再由于統(tǒng)計(jì)的效果，雖然單獨(dú)就每個(gè)縱模來(lái)說(shuō)，并不是低噪聲，但整個(gè)激光器的輸出是低噪聲的。這種激光器的RMS噪聲可以做到3％以下，甚至0.2％。3.消除合頻相互作用的雙縱模激光器。在激光器只有兩個(gè)縱模的情況下，可以通過(guò)消除兩縱模之間的相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)激光器的低噪聲運(yùn)轉(zhuǎn)。比如，M.Oka通過(guò)在YAG激光腔內(nèi)插入1/4波片，可以產(chǎn)生正交的偏振模，避免了縱模間的合頻耦合。B.P.Masterson提出將激光腔內(nèi)各元件加工成特定波片，然而在普通的兩片式微片激光器中，加工精度上具有一定的難度，且隨溫度變化相當(dāng)大；另外，在兩片式微片激光器中，特別是激光增益介質(zhì)和倍頻晶體都是雙折射晶體時(shí)，即使加工成特定波片，由于選模作用的限制，很難保證只有兩個(gè)縱模，而產(chǎn)生兩個(gè)正交縱模的幾率就更小了，因此，實(shí)際上很難避免縱模間的合頻耦合。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種低噪聲、溫度穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)緊湊且成本低的腔內(nèi)倍頻微片激光器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下結(jié)構(gòu)一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，由激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體構(gòu)成，其中，所述波片至少與激光增益介質(zhì)或倍頻晶體其中一個(gè)相粘結(jié)成復(fù)合波片，激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體光軸與通光方向垂直，激光增益介質(zhì)與倍頻晶體的光軸方向成45度夾角，激光增益介質(zhì)在通光方向上的前端面鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體后端面鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。所述倍頻晶體與波片粘結(jié)成復(fù)合波片或激光增益介質(zhì)與波片粘結(jié)成復(fù)合波片或所述波片有兩塊，分別與激光增益介質(zhì)、倍頻晶體粘結(jié)，構(gòu)成兩塊復(fù)合波片。
激光增益介質(zhì)、倍頻晶體和波片是雙折射晶體。
所述倍頻晶體與波片的光軸平行或垂直，且倍頻晶體對(duì)基頻光的相位延位遲角θ1與波片對(duì)基頻光的相位延遲角θ2有如下關(guān)系θ1±θ2＝k0·π，k0為整數(shù)。所述激光增益介質(zhì)與波片的光軸平行或垂直，且激光增益介質(zhì)對(duì)基頻光的相位延遲角θ3與波片對(duì)基頻光的相位延遲角θ4有如下關(guān)系θ3±θ4=k1·π2,]]>k1為整數(shù)。
上述結(jié)構(gòu)中波片與激光增益介質(zhì)或者波片與倍頻晶體組成有相位延遲角的復(fù)合波片，可有效抑制噪聲，能達(dá)到溫度穩(wěn)定性好，加工工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊促，成本低廉的特點(diǎn)。同時(shí)，由于波片的折射率與激光增益介質(zhì)、倍頻晶體的折射率有較大差異，可形成標(biāo)準(zhǔn)具效應(yīng)，進(jìn)一步加強(qiáng)選模能力，使得縱模個(gè)數(shù)得到有效控制。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示101為激光增益介質(zhì)；102為波片；激光增益介質(zhì)101與波片102光軸相同，兩者構(gòu)成復(fù)合波片，為1/4波片，半波片或全波片，103為倍頻晶體。激光增益介質(zhì)101前端面S1鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體103后端面S2鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。
圖2中201為激光增益介質(zhì)；202為波片；203為倍頻晶體，波片202與倍頻晶體203光軸相同，兩者構(gòu)成復(fù)合波片，為1/4波片或半波片或全波片。激光增益介質(zhì)201前端面S1鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體203后端面S2鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。
圖3中301為激光增益介質(zhì)；302為波片；303為波片；304為倍頻晶體；激光增益介質(zhì)301與波片302光軸相同，兩者構(gòu)成復(fù)合波片；波片303與倍頻晶體304光軸相同，兩者構(gòu)成復(fù)合波片。激光增益介質(zhì)301前端面S1鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體304后端面S2鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。
如倍頻晶體(或激光增益介質(zhì))和波片組成復(fù)合波片半波片，兩者光軸方向相同，設(shè)倍頻晶體(或激光增益介質(zhì))快慢軸折射率分別為Yne和Yno，長(zhǎng)為L(zhǎng)Y，則倍頻晶體(或激光增益介質(zhì))的對(duì)基頻光λ的相位延遲角為δ1＝2π(Yne-Yno)×LY/λ，同理，設(shè)波片快慢軸折射率分別為Sne和Sno，長(zhǎng)為L(zhǎng)S，則波片對(duì)基頻光λ的相位延遲角為δ2＝2π(Sne-Sno)×LS/λ，選取合適的波片長(zhǎng)度，可讓?duì)?+δ2＝2kπ+π，k為正整數(shù)。由于復(fù)合波片的波片效應(yīng)，使得兩正交縱模不發(fā)生相互作用，即不產(chǎn)生和頻，從而綠噪聲得到有效控制。
權(quán)利要求1.一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，由激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體構(gòu)成，其特征在于所述波片至少與激光增益介質(zhì)或倍頻晶體其中一個(gè)相粘結(jié)成復(fù)合波片，激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體光軸與通光方向垂直，激光增益介質(zhì)與倍頻晶體的光軸方向成45度夾角，激光增益介質(zhì)在通光方向上的前端面鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體后端面鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于所述倍頻晶體與波片粘結(jié)成復(fù)合波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于所述激光增益介質(zhì)與波片粘結(jié)成復(fù)合波片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于所述波片有兩塊，分別與激光增益介質(zhì)、倍頻晶體粘結(jié)，構(gòu)成兩塊復(fù)合波片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于激光增益介質(zhì)、倍頻晶體和波片是雙折射晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于所述倍頻晶體與波片的光軸平行或垂直，且倍頻晶體對(duì)基頻光的相位延位遲角θ1與波片對(duì)基頻光的相位延遲角θ2有如下關(guān)系θ1±θ2＝k0·π，k0為整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，其特征在于所述激光增益介質(zhì)與波片的光軸平行或垂直，且激光增益介質(zhì)對(duì)基頻光的相位延遲角θ3與波片對(duì)基頻光的相位延遲角θ4有如下關(guān)系θ3±θ4=k1·π2,]]>k1為整數(shù)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種腔內(nèi)倍頻微片激光器，由激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體構(gòu)成，其中，所述波片至少與激光增益介質(zhì)或倍頻晶體其中一個(gè)相粘結(jié)成復(fù)合波片，激光增益介質(zhì)、波片、倍頻晶體光軸與通光方向垂直，激光增益介質(zhì)與倍頻晶體的光軸方向成45度夾角，激光增益介質(zhì)在通光方向上的前端面鍍有對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光和倍頻光高反的膜，倍頻晶體后端面鍍有對(duì)基頻光高反，對(duì)倍頻光增透的膜。上述結(jié)構(gòu)中波片與激光增益介質(zhì)或者波片與倍頻晶體組成有相位延遲角的復(fù)合波片，可有效抑制噪聲，而且能達(dá)到溫度穩(wěn)定性好，加工工藝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊促，成本低廉的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01S3/109GK2781606SQ20052007083
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月14日
發(fā)明者馬英俊, 王康俊, 吳礪, 凌吉武, 譚浩, 黃富泉 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司