[发明专利]一种腔镜晶体一体化的超稳腔装置及方法

权利要求书

1.一种腔镜晶体一体化的超稳腔装置，其特征在于，包括：第一激光器、光学隔离器、变换透镜组、外腔晶体组件和温控仪，所述第一激光器的输出口朝向所述光学隔离器，所述光学隔离器、变换透镜组和外腔晶体组件沿所述第一激光器输出光的传输方向依次设置，所述温控仪上设有激光输入窗口和激光输出窗口，所述外腔晶体组件设于所述温控仪的内部，且所述外腔晶体组件包括光学晶体和设于所述光学晶体上的谐振腔镜，所述谐振腔镜使所述光学晶体的内部形成谐振腔，所述温控仪通过改变温度控制所述外腔晶体组件的长度；

所述的温控仪包括晶体炉和温控电路系统，所述的晶体炉包裹在所述外腔晶体外，所述温控电路系统用于对晶体炉进行精确控温从而精确控制所述光学晶体的长度，使所述光学晶体的共振纵模与所述第一激光器的输出纵模相匹配。

2.根据权利要求1所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置，其特征在于，所述光学晶体为棒状、块状或板状结构，其激光输入端面和激光输出端面平行设置或为对称设置的凹面，且所述第一激光器输出光垂直于所述激光输入端面射入所述光学晶体内；所述谐振腔镜包括设于所述光学晶体的激光输入端面上的第一腔镜和设于所述光学晶体的激光输出端面上的第二腔镜，所述第一腔镜对所述第一激光器的输出光部分反射，对经光学晶体变换后的输出光全反射；所述第二腔镜对所述第一激光器的输出光全反射，对经光学晶体变换后输出光高透。

3.根据权利要求1所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置，其特征在于，所述光学晶体为多面体结构，其激光输入端面和激光输出端面之间存在一定夹角，且所述谐振腔镜包括设于所述外腔晶体的激光输入端面上的第三腔镜、设于所述外腔晶体的激光输出端面上的第四腔镜和设于所述外腔晶体侧面的第五腔镜，所述第五腔镜的数量为一个或多个；所述第三腔镜对所述第一激光器的输出光部分反射，对经光学晶体变换后输出光全反射，所述第四腔镜对所述第一激光器的输出光全反射，对经光学晶体变换后输出光高透，所述第五腔镜对所述第一激光器的输出光和经光学晶体变换后输出光均全反射；所述第一激光器的输出光经第三腔镜注入到所述光学晶体内、再经第四腔镜和第五腔镜的反射形成闭合光路。

4.根据权利要求2或3所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置，其特征在于，所述光学晶体采用同种材质的晶体高温键合而成，或采用多种透明材料组合而成；所述谐振腔镜采用镀膜的方式制成，或粘接与所述光学晶体不同材质的透明晶体再镀膜制成；所述谐振腔镜的表面为平面、球面或抛物面；所述光学晶体由非线性倍频晶体、增益介质或非线性光参量振荡晶体中的一种制作而成。

5.根据权利要求4所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置，其特征在于，该装置还包括第二激光器，所述第二激光器发出的激光入射到所述外腔晶体组件内，用于激活所述光学晶体。

6.一种利用权利要求4所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置进行倍频方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)第一激光器发射的基频光依次经过光学隔离器、变换透镜组后，注入到由非线性倍频晶体制成的外腔晶体组件内；

(2)调节温控仪的目标温度，使外腔晶体组件的长度发生变化；

(3)调节变换透镜组，使变换后的光束与外腔晶体组件的各个谐振腔镜组合成的谐振腔的本征模式匹配；

(4)重复步骤(2)和(3)，直至所述基频光在外腔晶体组件内共振增强，在非线性倍频晶体的作用下，基频光转化为倍频光从激光输出窗口输出。

7.一种利用权利要求4所述的腔镜晶体一体化的超稳腔装置进行注入锁定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)第一激光器发射的输出光依次经过光学隔离器、变换透镜组后，注入到由激光增益介质制成的外腔晶体组件内；

(2)调节温控仪的目标温度，使外腔晶体组件的长度发生变化；

(3)调节变换透镜组，使变换后的光束与外腔晶体组件的谐振腔的本征模式匹配；

(4)重复步骤(2)和(3)，直至光束在谐振腔内谐振，从而实现注入锁定。