相位共軛激光諧振腔的制作方法
【專利摘要】一種相位共軛激光諧振腔，由平面鏡和相位共軛鏡組成的激光諧振腔內(nèi)近所述的平面鏡置有增益介質(zhì)，所述的相位共軛鏡是透射式相位板與凹球面鏡的組合，透射式相位板為一階二元光學(xué)元件，即一塊中心對稱的光學(xué)圓平板上具有圓環(huán)的光學(xué)元件。本發(fā)明通過腔內(nèi)光束整形，使得近似平頂高斯分布激光束直接作為空腔的輸出模式，較大的模體積使得激光器或激光放大器提取效率大大提高。
【專利說明】相位共軛激光諧振腔
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的激光諧振腔，特別是一種相位共軛激光諧振腔，可用于各種增益介質(zhì)，泵浦方式的激光器以及激光放大器，實現(xiàn)近似平頂高斯分布的激光輸出。
【背景技術(shù)】
[0002]激光諧振腔的幾何結(jié)構(gòu)決定了其所產(chǎn)生的激光光電場的空間分布特性。大多數(shù)低增益激光器利用一個穩(wěn)定的法布里-珀羅諧振腔建立穩(wěn)定的激光模式，雖然這類諧振腔的設(shè)計具有低的基模損耗，但它有幾個固有的缺點:
[0003]1.為了保證基模與高階模足夠的模式鑒別，腔內(nèi)通常加入小孔光闌，以減小諧振腔的菲涅爾數(shù)，增大高階模的衍射損耗；
[0004]2.基模光斑高斯分布并且模體積較小，與增益介質(zhì)的交疊面積較小，增益介質(zhì)不能被充分利用，限制了激光器或放大器效率的進(jìn)一步提高；
[0005]3.雖然高斯分布的基模有很多可取之處，具有優(yōu)異光束質(zhì)量的平頂高斯分布的高功率激光越來越多的應(yīng)用于激光材料加工、非線性光學(xué)、量子光學(xué)以及慣性約束聚變等領(lǐng)域。
[0006]常見的穩(wěn)定諧振腔由兩個平面或球面反射鏡構(gòu)成，這些諧振腔的本征模式為厄米-高斯分布或拉蓋爾-高斯分布。因此，這種平頂高斯分布的激光束并不是球面反射鏡激光諧振腔的本征振蕩模，傳統(tǒng)的激光諧振腔的設(shè)計無法實現(xiàn)(至少不是作為一個單一的模式)平頂高斯激光束的輸出。
[0007]平頂高斯分布的激光束的產(chǎn)生途徑一般通過諧振腔腔外的光束整形，即通過選擇合適的振幅調(diào)制元件(軟邊光闌、液晶光閥)來實現(xiàn)，然而在腔外光束整形過程中不可避免的存在能量損耗，極大的影響了激光器或放大器總的輸出效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服腔外光束整形的不足，提供一種相位共軛激光諧振腔，通過腔內(nèi)光束整形，使得近似平頂高斯分布激光束直接作為空腔的輸出模式，較大的模體積使得激光器或激光放大器提取效率大大提高。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0010]一種相位共軛激光諧振腔，特征在于由平面鏡和相位共軛鏡組成的激光諧振腔內(nèi)近所述的平面鏡置有增益介質(zhì)，所述的相位共軛鏡是透射式相位板與凹球面鏡的組合，透射式相位板為一階二元光學(xué)元件，即一塊中心對稱的光學(xué)圓平板上具有圓環(huán)的光學(xué)元件。
[0011]所述的透射式相位板的圓環(huán)的內(nèi)徑1.290mm,外徑為3.649mm,高度為197nm,所述的凹球面鏡的曲率半徑為6m，外徑大于或等于3.649_。
[0012]所述的平面鏡鍍有全反膜或者部分反射部分透射膜層。
[0013]平面鏡處所設(shè)計的任意光電場的復(fù)振幅分布Etl，根據(jù)衍射的角譜理論，此光電場衍射到相位共軛鏡位置時的復(fù)振幅分布為:
【權(quán)利要求】
1.一種相位共軛激光諧振腔，特征在于由平面鏡(I)和相位共軛鏡(2)組成的激光諧振腔內(nèi)近所述的平面鏡(I)置有增益介質(zhì)(3)，所述的相位共軛鏡(2)是透射式相位板(4)與凹球面鏡(5)的組合，透射式相位板(4)為一階二元光學(xué)元件，即一塊中心對稱的光學(xué)圓平板上具有圓環(huán)的光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位共軛激光諧振腔，特征在于所述的透射式相位板(4)的圓環(huán)的內(nèi)徑1.290mm,外徑為3.649mm,高度為197nm,所述的凹球面鏡的曲率半徑為6m,夕卜徑大于或等于3.649mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相位共軛激光諧振腔，特征在于所述的平面鏡鍍有全反膜或者部分反射部分透射膜層。
【文檔編號】H01S3/081GK103427321SQ201310350223
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】盧興華, 李學(xué)春, 王江峰 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所