[发明专利]一种提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器。

背景技术

短腔激光器具有纵模间隔大的特点，可起到抑制边模起振的效果，易于获得单频输出。短腔激光器通常采用的调频方式包括温度调频、压电调频和电光调频。温度调频具有调频范围宽的优点，但由于温度变化速度慢，使得频率变化速度慢，即频率响应带宽窄，只能达到1Hz左右。与电光调频相比，压电调频具有驱动电压较低的优点，但频率响应带宽受限于压电陶瓷的响应带宽，一般在100kHz以内。电光调频虽然驱动电压较高，但是目前响应带宽最宽的调频方式。

J.J.Zayhowski等人进行了Nd:YAG短腔激光器的电光频率调制。激光器由增益介质Nd:YAG和电光晶体LiTaO₃胶合而成。电极镀在LiTaO₃的相对的两个侧面上，电场方向垂直于谐振腔光轴。通过改变外加电压，改变LiTaO₃折射率，从而实现激光频率调制。激光输出功率为10mW，激光效率(输出功率与泵浦功率之比)为5％，频率响应带宽达到1MHz，调制频率范围为6GHz，频率调制系数为14MHz/V(参考文献：J.J.Zayhowski，P.A.Schulz，C.Dill III，and S.R.Henion，Diode-pumped composite-cavity electrooptically tuned microchip laser，IEEE Photonics Technology Letters，Vol.5，p1153-1155)。

当激光晶体和电光晶体采用胶合方式连接时，胶层在激光光路中且对激光存在吸收效应，从而降低了激光效率，并且光学胶的激光损伤阈值很低，限制了激光器的输出功率。若采用分立元件结构，即以空气取代光学胶，则难以避免气流对激光频率的影响，同时，机械振动对激光频率的影响也会加剧。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器，该激光器能克服现有技术的缺陷，具有频率响应带宽宽、体积小、重量轻、结构简单、成本低的优点，可应用于相干激光通信、相干激光检测、光纤传感、自适应光学、重力波探测、时间和频率基准等领域。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器，其特征在于：

①包括泵浦源、激光增益介质、电光晶体、后腔膜、输出膜和电极；

②所述激光增益介质和电光晶体光胶形成复合晶体，后腔膜设置在所述复合晶体的输入端面上，对激光光波高反，对泵浦波长增透，所述输出膜设置在复合晶体的输出面上，对激光波长具有设定的透过率；

③所述复合晶体置于两片电极之间，复合晶体的通光端面与电场方向垂直或者平行。

按照本发明所提供的提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器，其特征在于，所述泵浦源发出的泵浦光直接或者通过耦合装置后入射激光增益介质。

按照本发明所提供的提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器，其特征在于，所述输出膜是一种反射率沿径向变化的光学薄膜。

按照本发明所提供的提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器，其特征在于，所述设定的透过率为0.01％-90％。

本发明提出将增益介质和电光晶体进行光胶，即利用两者表面分子的范德瓦尔力将两者吸合起来，避免了传统胶合激光器中由于胶层对激光的吸收而造成的激光效率下降，可显著提高激光效率。改用光胶后，克服了胶层折射率对温度敏感的缺点，有利于提高谐振腔热稳定性，从而提高激光频率和功率稳定性。本发明采用电光调频方式，具有频率响应带宽宽的优点。

附图说明

图1为本发明提供的提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器第一个实施例的结构示意图，(a)图为激光器正视图，(b)图为增益介质输入端面结构示意图；

图2为本发明提供的提高激光效率的电光调频的单频短腔激光器第二个实施例的结构示意图。

其中，1-半导体激光器，2-耦合光纤，3-泵浦光，4-耦合透镜，5-电极，6-后腔膜，7-激光增益介质，8-电光晶体，9-输出膜，10-输出激光，11-泵浦光斑。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：