[发明专利]具有波长转换器的激光器系统

说明书

技术领域

本发明涉及频率转换的二极管激光器系统的应用。本发明具体涉及高功率可调、低噪、频率转换的二极管激光器系统。本发明还涉及不同的应用，包括但不限于，诸如将频率转换的二极管激光器系统用于在固体激光震荡器和放大器中的增益介质的光学泵浦的应用、光谱应用和医疗应用等。

背景技术

二极管激光器以一个频率或频率区间输出辐射，另外二极管激光器可以另外的频率或频率区间发射辐射，但是该频率或频率区间可能不是所需的频率区间。因此需要提供允许所发射的辐射被转换成所需的频率或频率区间的系统。在本说明书中术语频率和波长可利用频率和波长之间的物理关系来互换。

在诸如US5644584等的公开文献中描述了相关的系统和方法，其中公开了包含耦接到光学非线性材料的准相位匹配波导的分布式布拉格反射镜或分布式反馈可调二极管激光器的激光器系统。

通常激光器系统的输出可具有许多用途，例如作为测量系统中的光源、生成短光脉冲等的系统。现有系统具有一些缺点，诸如可导致高维护和高成本的高复杂性。

因此，改进的激光器系统将是有利的，尤其容易冷却的更有效的激光器系统将是有利的。

此外，提供具有低强度噪声的激光器系统将是有利的，因为这种噪声类型是特别不利的。

本发明的目标

本发明的目的是提供具有低噪特性的激光器系统。特别地，本发明的目的是提供具有低强度噪声特性的激光器系统。本发明的另一目的是提供具有可调波长的激光器系统。本发明的又一目的是提供对现有技术的替代方案。

特别地，本发明的目的可以是提供解决上述现有技术中的问题的激光器系统。

发明内容

因此，在本发明的第一方面中，通过提供包含提供在第一波长区间中的辐射的二极管激光器和具有输入和输出的辐射转换器单元的装置来达到上述目的和一些其他目的，其中，第一波长区间包含近红外辐射，辐射转换器配置成从在输入处的二极管激光器接收第一波长区间的辐射，辐射转换器单元配置成将第一波长区间的辐射转换成为第二波长区间中的辐射并且该输出配置为输出转换的辐射，第二波长区间具有在第一波长区间外的一个端点，并且其中，通过主动控制注入电流来降低二极管激光器的噪声特性。

有利地，可通过主动控制注入电流来降低二极管激光器的噪声特性，例如，通过主动控制供应到二极管激光器的电流来优化激光器的强度噪声特性。

噪声可出自一些源。由于激光器效应（即，所发射的光量）的变化，在激光器系统中出现强度噪声。所发射的光的量将随着时间而变化或波动。其他类型的噪声如频率噪声或相位噪声出现，其中，所发射的光的频率或相位将略微变化。强度噪声主要因供应到激光器的电流中的变化和噪声以及来自模跳（mode-hop）的变化和噪声而引起，即，激光器将从以一个频率发射光而跳跃到以相邻的频率发射光。在这些模跳附近，激光器将更加不稳定，因此更吵杂。一种解决方案是以这样的两个模跳频率之间的频率发射光，以优化激光器系统的噪声特性。可通过对供应到激光器的电流进行滤波来降低源自电流的噪声。

在具有对到二极管激光器的不同部分的电流进行独立控制的两个或更多个分离的接触器的激光器系统中，可执行下列的步骤来优化，即，最小化噪声：

例如通过使用光电二极管来确定发射中的噪声，

将噪声与阈值相比较，

如果噪声比阈值高，则调节供应到接触器中一个（例如第一接触器）的电流，直到噪声比阈值低，

如果噪声比阈值高并且供应到上述的一个接触器的电流处于某一最低电流阈值水平，则调节供应到另一接触器（例如第二接触器）的电流。

供应到第一接触器的电流处于最低电流阈值水平并且供应到第二接触器的电流将被调节，供应到第一接触器的电流可再次升高使得这两个电流在预定范围内。

本发明特别地但非排他地有利于获取具有低噪声的信号。本发明还特别地但非排他地有利于获取低强度噪声的信号。

本发明的另一方面提供了在激光器系统中光学泵浦目标激光器的方法，该激光器系统包含提供第一频率的辐射的激光器源，该激光器源光学连接到频率转换器的输入，该频率转换器配置成将第一频率的辐射转换成为不同的第二频率，目标激光布置为与频率转换器的输出进行光通信。该方法包括以下步骤：从激光器源发射辐射、在频率转换器处接收辐射、在频率转换器中将辐射从第一频率转换成为第二频率、在目标激光器处提供第二频率的辐射以使得目标激光器被光学泵浦，并且其中通过主动控制注入电流来降低二极管激光器的强度、噪声特性。