一種利用雙f-p標準具調(diào)諧固體激光器輸出波長的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，特別涉及一種利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光器輸出波 長的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在特殊固體激光器中，輸出波長可調(diào)諧是很有必要的。比如:在氣體檢測中某氣體 對激光的吸收峰譜線非常窄，對激光器輸出波長要求很嚴格，因此需要在一定范圍內(nèi)調(diào)諧 輸出波長，使其穩(wěn)定在某氣體的吸收峰譜線處;另外，有的固體激光器輸出波長附近有很多 水吸收峰波段，如果波長漂移到水吸收峰處便會造成激光器的損壞，所以需要將輸出波長 穩(wěn)定地控制在一個安全波段處。然而，由于固體激光器熒光線寬很寬，目前常用的單個標準 具形式難以實現(xiàn)單縱模輸出，不能將輸出波長很好地穩(wěn)定；同時，單個標準具調(diào)節(jié)波長精細 度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種采用雙F-P標準具結(jié)構(gòu)，通過改變兩個F-P標準具的厚度、材料、角度，達到固體激光器輸出波長可調(diào)諧的目的，并能提高調(diào)節(jié)精度和 輸出波長的穩(wěn)定性的一種利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光器輸出波長的方法。
[0004] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為:一種利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光 器輸出波長的方法，包括兩F-P標準具:厚標準具A及薄標準具B;
[0005] 具體包括以下步驟：
[0006] 1)、根據(jù)固定激光器的輸出波段，選擇兩F-P標準具鏡片的材質(zhì)，并選定其折射率；
[0007] 2)、根據(jù)上述固定激光器諧振腔腔長L，得出各縱模間隔Auk = c/2nL，其中c為光 在真空中的速度，η為標準具的折射率；
[0008] 3)、對厚標準具A的表面鍍膜，使得其對輸出激光波長的反射率達到92%_98%，并 根據(jù)上述縱模間隔A Uk選定厚標準具A的帶寬Vd-a，并根據(jù)△ vm=F*Vd_a得到自由光譜區(qū)寬 度Avm_a的值，且根據(jù)公
式，選定出厚標準具A的厚度dl，其中
,為標準具的精細度;R為標準具對激光波長λ的反射率；
[0009] 4)、將厚標準具A插入到諧振腔中靠近輸出鏡的一側(cè)，通過緩慢旋轉(zhuǎn)該鏡片，并依 據(jù)公式
^寸輸出激光波長進行粗選；
[0010] 5)、再將一個表面鍍膜的薄標準具B插入諧振腔中，并置于靠近厚標準具A的位置 處，新插入的薄標準具B的Vd-b滿足1.5* Δ vm-a < Vd-b < 2* Δ vm-a，薄標準具B的反射率范圍 控制在45%-56%，并可根據(jù)Δvm- b = F*Vd-b得到薄標準具B的Δvm-b，再根據(jù)公式
選定薄標準具B的厚度d2;
[0011] 6)、根據(jù)公式
來對輸出波長進行細選;其中心、111、(11分別為厚標準具4對激光波長1的反射率、折射率、激 光入射到厚的標準具后的折射角;R2、n2、a2為薄標準具B對激光波長λ的反射率、折射率、激 光入射到薄的標準具后的折射角；
[0012] 7)調(diào)諧實際標準具與光軸的夾角β與折射角α的關(guān)系如下：sinP/sina = n，其中η為 標準具的折射率，從而分別得到厚標準具A及薄標準具B與光軸的夾角的β?及β2。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明采用雙F-P標準具結(jié)構(gòu)通過改變兩個 F-P標準具的厚度、材料、角度，達到固體激光器輸出波長可調(diào)諧的目的，并能提高調(diào)節(jié)精度 和輸出波長的穩(wěn)定性。在諧振腔內(nèi)分別插入厚標準具A及薄標準具Β，來達到調(diào)諧和穩(wěn)定輸 出波長的目的，使得輸出波長在一個安全波段，提高激光器使用壽命。插入雙F-P后，需要精 確調(diào)整它們與光軸的夾角，同時檢測激光器輸出波長，直至輸出波長達到預計需求，并保持 穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光器輸出波長的方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為雙F-P標準具組的透過率與角度的三維關(guān)系示意圖。
[0016] 圖3為雙F-P標準具組的透過率與波長的關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步描述。
[0018] 如圖1所示，一種利用雙F-P標準具調(diào)諧固體激光器輸出波長的方法，包括兩個半 導體激光器作為栗浦源入射到激光晶體1'111 :￥4?中心并與腔鏡[、12、13、14構(gòu)成波長為入為 1.94μηι的Tm: YAP固體激光器及厚標準具A及薄標準具B;
[0019] 具體包括以下步驟：
[0020] 1)、根據(jù)上述固定激光器的輸出波段λ為1.94μπι，并選擇兩F-P標準具鏡片的材質(zhì) 為石英玻璃，選定其折射率1.55;
[0021] 2)、根據(jù)上述固定激光器諧振腔腔長L為100mm，得出各縱模間隔AUk = c/2nL = 1.5 X IO9Hz，其中c為光在真空中的速度，η為標準具的折射率；
[0022] 3)、對厚標準具A的表面鍍膜，使得其對輸出激光波長的反射率達到95%，并根據(jù) 上述縱模間隔A Uk選定厚標準具A的帶寬Vcha為3 X IO9Hz(將要插入的標準具的帶寬為縱模 間隔的2倍，那么將只有2個相鄰的縱模的波長可以起振），并根據(jù)Δ vm_a = F*Vd-a得到自由 光譜區(qū)寬度么％1為1.84\1011以，（精細度？等于61.24)，且根據(jù)公式
_選定出厚標準具A的厚度dl為0.4mm;
[0023] 4)、將厚標準具A插入到諧振腔中靠近輸出鏡M4-側(cè)，通過緩慢旋轉(zhuǎn)該鏡片，并依 據(jù)公式
對輸出激光波長進行粗選；
[0024] 5)、再將一個表面鍍膜的薄標準具B插入諧振腔中，并置于靠近厚標準具A的位置 處。根據(jù)關(guān)系自由光譜區(qū)和帶寬的關(guān)系A(chǔ) vm-b = F*Vd_b，新插入的薄標準具的自由光譜區(qū)必 須大于激光器工作物質(zhì)的熒光光譜，（標準具相鄰兩極大值透過率間隔約為9.65X IO11Hz, 間隔需大于激光器的熒光光譜）；而此時新插入的薄標準具B帶寬Vd-b必須滿足不等式， 1 · 5* Δ vm-a < Vd-b < 2* Δ vm-a，這里Δ vm-a就是厚標準具A的自由光譜區(qū)，因此可以得至IjF值的 范圍：2.6SFS5.2,由于F值跟反射率有關(guān)，選定薄標準具B的反射率為56 %，薄標準具B自 由光譜區(qū)△ 剛好等于激光器工作物質(zhì)的熒光光譜，便能輸出單縱模，滿足單一輸出波長 條件，即對于薄的標準具，再根據(jù)公式
選定薄標準具B的厚度d2為 0.1mm；
[0025] 6)、根據(jù)公式
來對固定激光器的輸出波長進行細選；
[0026] 7)、調(diào)諧實際標準具與光軸的夾角β與折射角α的關(guān)系如下：sinP/sina = n，其中η 為標準具的折射率，從而分別得到:所述Tm:YAP固體激光器所用的厚標準具Α、薄標準具B與 光軸的夾角分別為50°和43°。
[0027] 根據(jù)公式
采用matl