[发明专利]一种倍频光路模块及包括该模块的倍频激光系统

说明书

本发明公开了一种倍频光路模块及包括该模块的倍频激光系统，包括第二光纤、准直器透镜FC、设定厚度的薄金属垫片、第一腔镜CM1、第二腔镜CM2、第三腔镜CM3、第四腔镜CM4、设定温度环境下的周期性极化晶体，所述第一腔镜CM1、第二腔镜CM2、第三腔镜CM3、第四腔镜CM4形成光路在腔镜内侧面传递的碟型腔，所述周期性极化晶体设置在第三腔镜CM3和第四腔镜CM4之间的光路上，所述薄金属垫片一侧面贴在第二光纤的输出端的端面上。该发明的优点在于：设定厚度的薄金属垫片的设置可以替换透镜组与碟型腔进行模式匹配，这样使用的器件少，易于集成。

技术领域

本发明涉及激光技术、非线性光物理技术领域和原子物理技术领域，尤其是一种倍频光路模块及包括该模块的倍频激光系统。

背景技术

倍频激光系统中，经常采用各种光路元器件和电子元器件来实现对倍频和光路的调整。例如，在保证功能的前提下，尽量改进产品以使得产品小型化，往往是产品改进所追求的目标。

减少零部件是产品小型化所经常采用的技术方案，因为减少零部件一方面不但可以使得结构更为简单和紧凑，而且还能进一步减少成本。因此，怎样在减少零部件的基础上实现较好的技术功能成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术，为此，本发明提供一种倍频光路模块及包括该模块的倍频激光系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种倍频光路模块，包括第二光纤、准直器透镜FC、设定厚度的薄金属垫片、第一腔镜CM1、第二腔镜CM2、第三腔镜CM3、第四腔镜CM4、设定温度环境下的周期性极化晶体，所述第一腔镜CM1、第二腔镜CM2、第三腔镜CM3、第四腔镜CM4形成光路在腔镜内侧面传递的碟型腔，所述周期性极化晶体设置在第三腔镜CM3和第四腔镜CM4之间的光路上；所述薄金属垫片一侧面贴在第二光纤的输出端的端面上，相对的另一侧面与准直器透镜FC之间的间距为聚焦距离f，所述第一腔镜CM1和第二腔镜CM2连线的中心与准直器透镜FC间距为L₁₂，所述第二光纤传输的光路依次经过薄金属垫片和准直器透镜FC后从第一腔镜CM1背向碟型腔的面穿过第一腔镜CM1，然后依次经过第二腔镜CM2面向碟型腔中部的内侧面后反射到第三腔镜CM3面向碟型腔中部的内侧面、然后反射到第四腔镜CM4面向碟型腔中部的内侧面，倍频光束穿过第四腔镜CM4从背向碟型腔中部的外侧面处输出。

优化的，所述准直器透镜FC与第一腔镜CM1之间的光路上沿着光路发射方向还依次设置有用于调整光路的第一反射镜M1和第二反射镜M2。

优化的，第四腔镜CM4背向碟型腔中部的外侧面处输出光路上设置有双色镜DM。

优化的，所述第二光纤为保偏光纤PMF。

优化的，所述周期性极化晶体为PPLN。

优化的，所述周期性极化晶体设置在温控炉内，所述温控炉的温度范围为15-120℃。

优化的，所述第一腔镜CM1和第二腔镜CM2为平平腔，所述第三腔镜CM3和第四腔镜CM4为面向碟型腔中部的内侧面是凹面的平凹腔；所述第一腔镜CM1背向碟型腔中部的外侧面镀有设定波长的增透膜，内侧面镀有对该波长的透射率为T的反射膜；第二腔镜CM2面向碟型腔中部的内侧面镀有该波长的全反膜；所述第三腔镜CM3和第四腔镜CM4凹面为设定曲率，第三腔镜CM3在曲面面向碟型腔中部的内侧面镀有该波长的全反膜，第四腔镜CM4面向碟型腔中部的内侧面镀有该波长全反、半波长高透的膜，背向碟型腔中部的外侧面镀有半波长的增透膜；周期性极化晶体外表面均镀有该波长和半波长的双增透膜，碟型腔的最佳耦合系数为其中P_c是碟型腔内循环功率，L是除了输入碟型腔外的腔内的线性损耗；Γ为非线性转化系数，其中Γ＝E_NL+E_abs；E_NL是单次通过情况下的倍频系数，E_abs为非线性转换吸收系数。