專利名稱：單縱模微片激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光器領域，尤其涉及一種單縱模微片激光器。
背景技術：
在激光腔設計中一種稱為Lyot濾波器可用以選擇激光腔中的縱 模，其激光器的結構如圖1所示激光器兩端為前后諧振腔片1、 5，中間依序 分別設置有激光增益介質2、布儒斯特片9和雙折射晶體6。其中布儒斯特片9 表面對P分量全透，對S分量部分反射；雙折射晶體6的光軸與布儒斯特片9 主光平面形成夾角；雙折射晶體6對于不同波長的光相當于不同的波片，其o與 e光位相差為 <formula>formula see original document page 3</formula>義其中5為o光與e光位相差，入為波長，L為雙折射晶體6厚度，n。、 &分別為o 光與e光折射率，T為溫度參數(shù)。由于布儒斯特片9對P分量與S分量損耗不一樣，雙折射晶體6對不同波 長的光旋轉角也不一樣，因此在激光器腔內形成標準具中，布儒斯特片9與雙 折射晶體6構成波長選擇器，只有雙折射晶體6為其半波片或全波片的光，才 能形成振蕩輸出。設激光增益帶寬為A入，其兩端波長為X1、入2，則<formula>formula see original document page 3</formula>時，則可能形成單縱模輸出。其中布儒斯特片9亦可為其他偏振相關損耗結構。在申請?zhí)?00710009276.6的"一種單縱模微片激光器"專利申請和申請 號200420026386.5的"微片式單頻激光器"專利申請中，分別采用由兩個或 兩個以上楔角片構成的偏振相關損耗元件、walk-off晶體來代替布儒斯特片9， 與雙折射晶體6構成波長選擇器，從而可構成平平腔結構的單縱模微片激光器， 其結構分別如圖2、圖4所示，圖2中， 一對前腔片1和后腔片5，前腔片l與 后腔片5之間設置有激光增益介質2、偏振相關損耗元件3和倍頻晶體4，其中 偏振相關損耗元件3由兩個或兩個以上楔角片31、 32……構成，偏振相關損耗 元件3輸出的o光與e光通過楔角片31、 32……形成夾角；圖4中， 一對前腔片1和后腔片5，前腔片1與后腔片5之間設置有激光增益介質2、偏振相關損 耗元件3和倍頻晶體4，其中偏振相關損耗元件3由walk-off晶體構成。但是在以上所有結構單縱模激光器中，由于偏振相關損耗元件3與雙折射 晶體6構成波長選擇器，使得只有雙折射晶體6為其半波片或全波片的光才能 形成振蕩輸出，即當光通過雙折射晶體6后o光與e光位相差為 ^U,r) = 2"("?！?, = h日，才能形成振蕩輸出，其中S為o光與e光位相差，入為波長，L為雙折射晶體6的厚度，n。、 ne分別為雙折射晶體6中o光與e光折射率，T為溫度參數(shù)，k為整數(shù)。因此當溫度變化時，在激光增益介質2的增益帶寬內，雙折射晶體6所選 擇的振蕩光波長隨溫度將有一變化速度V1， n = ^~~而同時(w。 一 sr 整個振蕩腔形成的縱模波長隨溫度也有 一 變化速度V2 ，"(SoK2 = ^~x^^，hl,2,3...，其中n山為振蕩腔中各光學元件的光程。當n-"時，隨著溫度的變化，雙折射晶體6為其半波片或全波片的光的波長可能與整個振蕩腔形成的縱模波長相偏離，從而大大增加了起振縱模的損耗， 造成出光功率隨溫度變化時有較強的起伏，其振蕩光功率隨溫度變化曲線可見圖3所示，在某些溫度點，由于損耗過大，甚至無法產生振蕩。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是采用一種補償措施以形成功率不隨溫度變化而變 化，輸出穩(wěn)定的單縱模激光器。本發(fā)明達到以上目的，所采用的技術方案是單縱模微片激光器包括前后諧振腔片、激光增益介質、偏振相關損耗元件、雙折射晶體，其中在雙折射晶 體之前或之后設置一個或一個以上不同材料的雙折射晶體，與偏振相關損耗元件和雙折射晶體一起構成波長選擇器，如此，振蕩光波長隨溫度變化速度vi，<formula>formula see original document page 5</formula>y = l,2,3...其中(n。-ne)jlj為振蕩光通過振蕩腔內各雙折射晶體時o光與e光的位相差，選擇各雙折射晶體的厚度，使得n = F2 。上述的一個或一個以上不同材料的雙折射晶體為單獨的雙折射光學元件或 倍頻晶體。上述的雙折射晶體采用TypeII型相位匹配的倍頻晶體時，可在腔內設置波 片，該波片相對基波為全波片、倍頻光為1/2波片，調節(jié)波片光軸，使輸出倍頻 光與偏振相關損耗元件呈o光或e光輸出。上述的偏振相關損耗元件為楔角片、兩個或兩個以上楔角片組、walk-off晶 體、布儒斯特片、PBS棱鏡或鍍不同反射率的PBS膜片。上述的偏振相關損耗元件由兩個或兩個以上楔角片組、walk-off晶體組成 時，激光增益介質、偏振相關損耗元件和雙折射晶體之間可由光膠、膠合或深 化光膠粘接。本發(fā)明采用以上技術，這樣所有雙折射晶體共同選擇的振蕩光的波長與整 個振蕩腔形成的縱模波長在溫度變化時將不產生偏離，因此可形成功率隨溫度 變化穩(wěn)定的單縱?；ɑ蛑C波激光器。本發(fā)明可以應用于產生基波輸出激光器， 亦可用于產生倍頻光器件。
以下結合附圖對本發(fā)明做進一步描述 圖1是常見單縱模微片激光器的結構示意圖； 圖2是現(xiàn)有單縱模微片激光器之二的結構示意圖； 圖3是現(xiàn)有單縱模微片激光器之二的功率隨溫度變化曲線圖； 圖4是現(xiàn)有單縱模微片激光器之三的結構示意圖； 圖5是本發(fā)明微片激光器實施例之一的結構示意圖； 圖6是本發(fā)明微片激光器實施例之二的結構示意圖； 圖7是本發(fā)明微片激光器實施例之三的結構示意圖； 圖8是本發(fā)明微片激光器實施例之四的結構示意圖；圖9是本發(fā)明微片激光器實施例之五的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱5或6所示，本發(fā)明包括前后諧振腔片1、 5、激光增 益介質2、偏振相關損耗元件3、雙折射晶體6，偏振相關損耗元件3可以選用 布儒斯特片9，其表面對P分量全透，對S分量部分反射；其中在雙折射晶體6 之前或之后設置一個或一個以上不同材料的雙折射晶體7，該雙折射晶體7為單 獨的雙折射光學元件或倍頻晶體4，與偏振相關損耗元件3和雙折射晶體6 —起 構成波長選擇器，雙折射晶體6和雙折射晶體7或倍頻晶體4的光軸與布儒斯 特片9主光平面形成夾角。如此，振蕩光波長隨溫度變化速度VI， <formula>formula see original document page 6</formula>.其中(n。-rie)jlj為振蕩光通過振蕩腔內各雙折射晶體6、 7或倍頻晶體4時o光與e光的位相差，選擇各雙折射晶體 6、 7或倍頻晶體4的厚度，使得耵="。如圖5所示，當激光增益介質2為Nd: YV04，雙折射晶體6為純YV04， 雙折射晶體7為金紅石(Ti02)或LiNb03，前腔片1和后腔片5通光面光軸投 影成45°時，雙折射晶體6和雙折射晶體7同時作為Lyot濾波器中雙折射晶體 厚波片，此時雙折射晶體6和雙折射晶體7與偏振相關損耗元件3構成濾波帶 寬超過Nd: YV04增益帶寬，并且雙折射晶體6和雙折射晶體7所選擇的振蕩 光波長隨溫度變化速度VI與整個振蕩腔形成的縱模波長隨溫度變化速度V2相 等，即可獲得寬溫性能的單縱模激光器。又如圖6所示，當激光增益介質2為Nd: YV04，雙折射晶體6為純YV04, 倍頻晶體4為TypeII類相位匹配倍頻晶體KTP，前腔片1和后腔片5通光面光 軸投影成45°時，雙折射晶體6和倍頻晶體4同時作為Lyot濾波器中雙折射晶 體厚波片，此時雙折射晶體6和倍頻晶體4與偏振相關損耗元件3構成濾波帶 寬超過Nd: YV04增益帶寬，且雙折射晶體6和倍頻晶體4所選擇的振蕩光波 長隨溫度變化速度VI與整個振蕩腔形成的縱模波長隨溫度變化速度V2相等， 也可獲得寬溫性能的單縱模激光器。又請參閱7或8所示，本發(fā)明微片式激光器包括前后諧振腔片l、 5，、激光增益介質2、偏振相關損耗元件3、雙折射晶體6和雙折射晶體7或倍頻晶體 4，偏振相關損耗元件3為楔角片、兩個或兩個以上楔角片組、walk-off晶體、 布儒斯特片、PBS棱鏡或鍍不同反射率的PBS膜片，這里偏振相關損耗元件3 由兩個或兩個以上楔角片31、 32、……構成，偏振相關損耗元件3輸出的o光 與e光通過楔角片31、 32、……形成夾角。如圖7所示，當激光增益介質2為Nd: YV04，偏振相關損耗元件3為偏 振損耗相關的楔角片31、 32，雙折射晶體6為純YV04，雙折射晶體7為金紅 石(Ti02)或LiNb03，前后諧振腔片l、 5通光面的光軸投影成45。時，雙折 射晶體6和雙折射晶體7同時作為Lyot濾波器中雙折射晶體厚波片，此時雙折 射晶體6和雙折射晶體7與偏振相關損耗元件3構成濾波帶寬超過Nd: YV04 增益帶寬，且雙折射晶體6和雙折射晶體7所選擇的振蕩光波長隨溫度變化速 度vi與整個振蕩腔形成的縱模格子隨溫度變化速度V2相等，即可獲得寬溫性 能的單縱模激光器。又如圖8所示，當激光增益介質2為Nd: YV04，偏振相關損耗元件3為 偏振損耗相關的楔角片31、 32，雙折射晶體6為純YV04，倍頻晶體4為Type II類相位匹配倍頻晶體KTP，前后諧振腔片l、 5通光面的光軸投影成45。時， 雙折射晶體6和倍頻晶體4同時作為Lyot濾濾器中雙折射晶體厚波片，此時雙 折射晶體6和倍頻晶體4與偏振相關損耗元件3構成濾波帶寬超過Nd: YV04 增益帶寬，且雙折射晶體6和倍頻晶體4所選擇的振蕩光波長隨溫度變化速度 VI與整個振蕩腔形成的縱模波長隨溫度變化速度V2相等，也可獲得寬溫性能 的單縱模激光器。再請參閱9所示，當微片式激光器中倍頻晶體4為Type II型相位匹配KTP 時，可在倍頻晶體和偏振相關損耗元件3之間插入相對基波為全波片、相對倍 頻光為1/2波片8，其通光面上的光軸與激光增益介質2和倍頻晶體4的光軸呈 22.5°或67.5° ，調節(jié)波片8光軸，這樣倍頻晶體4產生倍頻光相對偏振相關損 耗元件3為o光或e光輸出，防止倍頻光被分裂成有夾角的兩束光輸出偏振相關損耗元件3。上述的偏振相關損耗元件3由兩個或兩個以上楔角片組、walk-off晶體組成 時，激光增益介質2、偏振相關損耗元件3、雙折射晶體6和雙折射晶體7或或 倍頻晶體4之間可由光膠、膠合或深化光膠粘接，構成微片式激光器。
權利要求
1、一種單縱模微片激光器，包括前后諧振腔片、激光增益介質、偏振相關損耗元件、雙折射晶體，其中在雙折射晶體之前或之后設置一個或一個以上不同材料的雙折射晶體，與偏振相關損耗元件和雙折射晶體一起構成波長選擇器，如此，振蕩光波長隨溫度變化速度V1，
全文摘要
本發(fā)明公開一種單縱模微片激光器，其包括前后諧振腔片、激光增益介質、偏振相關損耗元件、雙折射晶體，其中在雙折射晶體之前或之后設置一個或一個以上不同材料的雙折射晶體，與偏振相關損耗元件和雙折射晶體一起構成波長選擇器，采用以上技術，選擇雙折射晶體厚度，使得V1＝V2即可以構成寬溫性能的單縱模輸出激光器。
文檔編號H01S3/098GK101227059SQ200710144108
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權日2007年12月26日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 玉 孫, 彭永進, 楊建陽 申請人:福州高意通訊有限公司