[实用新型]一种锁模紫外激光器的产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光通信与量子通信领域，具体涉及一种锁模紫外激光器的产生装置。

背景技术

由于量子纠缠态在基本量子物理研究和量子信息技术研究中的重要意义，量子纠缠态 成为近年来量子通信的一个热点研究领域。基于纠缠光子的量子密钥分配方案首先由Ekert 于1991年提出，它可以回避用极弱光脉冲模拟单光子光源的困难，且避免了由分光窃听引 起的安全隐患。另外，纠缠光子的关联性可以长距离保持，这种方案的保密性更加突出。 因此量子纠缠态的制备是量子信息、量子计算等领域研究的关键环节。

目前，在激光泵浦非线性光学晶体的参量下转换过程中，产生的孪生双光量子辐射场 是良好的双粒子纠缠态源，特别是制备具有高维特性的轨道角动量纠缠态已在理论和实验 上得到广泛关注。量子通信领域的物理学家利用这一优势，做了大量理论和实验工作，希 望可以得到光束质量更好、转换效率高以及锁模稳定的轨道角动量纠缠态。

实用新型内容

本实用新型目的是克服现有技术的不足，提供一种倍频转换效率好，可形成锁模激光 时激光器的输出能量得到充分利用的，产生激光频率稳定的锁模紫外激光器的光路系统。

本实用新型的技术方案是：一种锁模紫外激光器的产生装置，包括泵浦光源、谐振腔 单元、倍频单元和输出单元，其中：

所述谐振腔单元用于产生1064nm锁模激光，其包括第一耦合透镜、第二耦合透镜、平 凹镜、平面镜、正钒酸钇晶体、半导体可饱和吸收镜和第一反射镜；

所述倍频单元用于产生355nm激光，其包括第二反射镜、二倍频模块、三倍频模块、第 三反射镜和吸收板；

所述输出单元用于调整光束质量，其包括第四反射镜、柱面镜、球面镜和窗口片；

所述泵浦光源产生激光脉冲并输入至谐振腔单元，并依次第一耦合透镜、第二耦合透 镜、平凹镜、正钒酸钇晶体、平面镜、半导体可饱和吸收镜和第一反射镜后产生锁模激光 再输入到所述倍频单元；

所述锁模激光进入到倍频单元后，依次经过第二反射镜、二倍频模块、三倍频模块、第 三反射镜和吸收板后进倍频后得到的355nm激光进入到输出单元，在输出单元中依次经过 所述第四反射镜、柱面镜和球面镜，最后从所述窗口片输出紫外锁模激光。

优选地，所述泵浦光源为激光二极管，其在室温下中心波长为808nm。

优选地，所述第一反射镜为1064nm反射镜。

优选地，所述平凹镜为内侧凹面镀808nm高反膜的反射镜，可透射1064nm。

优选地，所述半导体可饱和吸收镜以非线性效应作为锁模机制。

优选地，所述二倍频模块和三倍频模块均包括凸透镜和三硼酸锂晶体。

优选地，所述第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜均为355nm反射镜，用于改变光 路方向。

优选地，所述柱面镜采用非球面透镜。

优选地，所述球面镜包括第一透镜和第二透镜，且所述第一透镜和第二透镜均采用光 学镀膜玻璃透镜。

优选地，所述第二透镜采用双胶合消像差透镜。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型采用了掺钕钒酸钇晶体，掺钕钒酸钇晶体性能优良，对泵浦光有较高的 吸收系数和更大的受激发射截面，其与三硼酸锂(LBO)晶体配合使用，能够达到较好的倍 频转换效率；

2.应用半导体可饱和吸收镜(SESAM)提供锁模的自启动机制，可在腔内制成锁模激光；

3.选用三硼酸锂(LBO)这一新型非线性光学晶体，有宽透光波段范围、宽的允许角和 小的走离角；且I类及II类非临界相位匹配范围宽，I类相位匹配，产生的532nm二次 谐波与1064nm基波具有相互垂直的偏振态，恰好满足三硼酸锂(LBO)晶体三倍频II类 相位匹配条件，可克服走离效应来获得高的倍频效率使激光器的输出能量得到充分利用；

4.本实用新型结构紧凑，设计简单，所产生激光频率稳定，波长范围窄；

5.本实用新型在经BBO晶体后自发参量下转换得到轨道角动量纠缠态，可应用于量子 通信领域在轨道角动量纠缠的制备。

附图说明

图1是本实用新型一种锁模紫外激光器的产生装置示意图；