[发明专利]一种波长可调谐的激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种利用旋光色散效应实现的波长可调谐的激光器。

背景技术

波长可调谐激光器有广泛的应用市场前景，已广泛应用于大气监测、外差传感、光谱测量等领域。实现激光波长调谐的原理大致有三种，大多数可调谐激光器都使用具有宽的荧光谱线的工作物质，而构成激光器的谐振腔只在很窄的波长范围内才有很低的损耗，因此，第一种是通过某些元件(如光栅)改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长，典型激光器有染料激光器、金绿宝石激光器、色心激光器、可调谐高压气体激光器和可调谐准分子激光器；第二种是通过改变某些外界参数(如磁场、温度等)使激光跃迁的能级移动；第三种是利用非线性效应实现波长的变换和调谐(见非线性光学、受激喇曼散射、光二倍频，光参量振荡)。

可调谐激光器从实现技术上看主要分为：电流控制技术、温度控制技术和机械控制技术等类型。其中电控技术是通过改变注入电流实现波长的调谐，具有纳秒级调谐速度，调谐带宽也较宽，但输出功率较小。基于电控技术的主要有SG-DBR(采样光栅分布布喇格反射)和GCSR(辅助光栅定向耦合背向取样反射)激光器。温控技术是通过改变激光器有源区折射率，从而改变激光器输出波长的。该技术简单，但速度慢，可调带宽窄，只有几个纳米。基于温控技术的主要有DFB(分布反馈)和DBR(分布布喇格反射)激光器。机械控制主要是基于MEMS(微机电系统)技术完成波长的选择，具有较大的可调带宽、较高的输出功率。基于机械控制技术的主要有DFB(分布反馈)、ECL(外腔激光器)和VCSEL(垂直腔表面发射激光器)等结构。

但是上述进行波长调谐的技术大多依赖于光传输角度，稳定性受到影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种波长可调谐的激光器，旨在改善可调谐激光器的稳定性。

本发明是这样实现的，一种波长可调谐的激光器，所述激光器具有一谐振腔，所述谐振腔包括：具有偏振增益特性的激光介质，对激光进行准直处理的第一透镜，对激光进行旋光色散处理的旋光器件，第一反射镜组，半波片，第二透镜，第一线性偏振器，将激光部分输出、部分反射的输出耦合镜，端面反射镜；

所述激光介质产生的激光依下述光路在谐振腔内振荡：激光介质、第一透镜、旋光器件、180°折返镜组、半波片、第一透镜、激光介质、第二透镜、第一线性偏振器、输出耦合镜、第一线性偏振器、第二透镜、激光介质、第一透镜、半波片、180°折返镜组、旋光器件、第一透镜、激光介质、第二透镜、端面高反镜、第二透镜、激光介质。

进一步地，所述180°折返镜组用于使光路产生180°折返，并产生平行位移。

进一步地，所述激光往返通过旋光器件产生的旋光色散可相互补偿。

进一步地，所述旋光器件和所述半波片的位置可互换。

进一步地，所述激光介质具有偏振相关的增益特性或具有偏振相关的损耗特性。

进一步地，所述激光介质的两端面具有布儒斯特切割角。

进一步地，所述第一透镜和旋光器件之间设有第二线性偏振器。

所述第一透镜和所述旋光器件之间的第二线性偏振器的最大透过率方向与所述第一线性偏振器的最大透过率方向平行。

本发明提供的激光器利用旋光色散原理，结合偏振相关的增益/损耗特性对激光腔内的增益/损耗特性进行波长相关的调制，从而实现波长调谐的效果，与基于角色散或非线性转换原理进行波长调谐的方法比较，本发明摆脱了对光传输角度的依赖，所以有利于改善可调谐激光器的稳定性，另外，整个激光器结构简单，调整容易，方便使用。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的波长可调谐的激光器的谐振腔的光学结构图；

图2是本发明第二实施例提供的波长可调谐的激光器的谐振腔的光学结构图；

图3是本发明第三实施例提供的波长可调谐的激光器的谐振腔的光学结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。