[实用新型]一种新型材料高稳定性光学参量振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型材料高稳定性光学参量振荡器，属于激光技术和非线性频率变换领域。

背景技术

光谱学中将波长范围为0.75微米到1000微米的光称为红外线，其中一般将3至20微米的光称为中红外光。此波段的光有很多特性，尤其是3至5微米波段，此波段的光在大气中传输时损耗较低，是十分重要的大气红外窗口；除此，该波段还覆盖了很多碳氢气体和其他很多有毒气体的吸收峰。因此该波段的激光可以用于定向红外干扰、激光测距、光谱分析、大气污染物监测、有毒气体探测等。

目前获得中红外激光的方式大致有下面几种：气体激光器、量子级联激光器、二极管激光器、固体激光器及其抽运光的光学参量振荡器(OPO)，其中随着作为OPO抽运源的固体激光器和光纤激光器的迅猛发展、新型非线性晶体材料的不断出现，光学参量振荡技术取得了重大进展，成为了获得中红外激光输出的重要手段。

环形腔光参量振荡的方法是获得大功率中红外激光的方法之一，目前中红外激光器普遍为硬铝，钢等金属材料。这样在输出激光时热量的积蓄会使金属材料发生热形变，金属的热形变会使泵浦激光束通过晶体的位置发生改变，从而对输出激光的波长功率产生影响，无法达到相关激光应用领域如探测气体等。

一般环形腔能使多个波长的闲频光振荡，从而输出多个波长的信号光，在激光中称为跳模。环形腔的腔长及温度都能影响到信号光的输出波长，外界环境发生变化时，信号光的输出波长会发生跳变，即发生跳模现象。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种新型材料高稳定性光学参量振荡器，该振荡器具有高稳定性，且不会发生跳模现象。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型材料高稳定性光学参量振荡器，包括在OPO底板8上布置激光器4、OPO环形腔7、透镜3、第一反射镜5、第二反射镜6；所述OPO环形腔7包括非线性晶体1、稳频标准具2、第一平凹透镜L1、第二平凹透镜L2、第一平面镜L3和第二平面镜L4；第一反射镜5、第二反射镜6、透镜3、第一平凹透镜L1、第二平凹透镜L2、第一平面镜L3和第二平面镜L4均设置有镜片加持底座；

所述激光器4发出的泵浦光经第二反射镜6、第一反射镜5、透镜3，将聚焦光斑的束腰聚焦在OPO环形腔7中非线性晶体1的中央部位；

所述非线性晶体1设置在第一平凹透镜L1和第二平凹透镜L2两者间距的中心位置，其中第一平凹透镜L1和第二平凹透镜L2的凹面均朝向非线性晶体1；所述稳频标准具2设置在第一平面镜L3和第二平面镜L4两者间距的中心位置。

进一步的，所述第一平凹透镜L1、第二平凹透镜L2、非线性晶体1、透镜3和第一反射镜5的中心点位置处于同一高度；所述稳频标准具2、第一平面镜L3和第二平面镜L4的中心点位置处于同一高度。

进一步的，所述OPO底板8的大小为300*200mm。

进一步的，所述非线性晶体1的周期性极化，具体为钽酸锂晶体或铌酸锂晶体或掺镁铌酸锂晶体或磷酸钛氧钾晶体。

进一步的，所述镜片加持底座和OPO底板8均为陶瓷材料。

进一步的，所述OPO环形腔7上设置透明有机玻璃外罩，所述透明有机玻璃外罩光输入侧使用1064nm高透镜片，光输出侧使用1064nm、3.8nm高透镜片。

进一步的，所述非线性晶体1设置在温控炉上，所述温控炉上设置有温度反馈装置。

有益效果：本发明提供的一种新型材料高稳定性光学参量振荡器：

1)光学参量振荡器输出信号光，闲频光会在腔内振荡，同时会有少量的闲频光和泵浦光发生合频产生600nm的红光。振荡器工作时会以红光参考以此评价震荡情况。在本实用新型中的OPO环形腔上设置一个透明有机玻璃外罩，在振荡器工作时，(1)增加了美观，(2)可用来观测震荡情况，(3)减小了外界温场等因素的影响，是环境适应性更高。

2)光学参量振荡器在产生激光输出时具有很多优势：调谐范围广、不受抽运波长约束；可使用多种非线性晶体，而且调谐方式多样，包括温度调谐、周期调谐、角度调谐等；结构紧凑、可全固化，系统稳定性增强；可实现大功率、高光束质量、窄线宽输出等。

3)周期极化的钽酸锂(PPLT)、铌酸锂(PPLN)、掺镁铌酸锂(PPMgO:LN)、磷酸钛氧钾等，具有透光范围宽、有效二阶非线性系数大、吸收损耗小、抗光损伤阈值高的优点。

附图说明

图1为本实用新型环形腔光学参量振荡器(opo)部分在垂直方向的示意图；