[发明专利]基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪

权利要求书

1.基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪，其特征在于基于2.02μm单纵模激光器的分振幅型干涉仪包括第一平凸透镜(1)、第二平凸透镜(2)、第一二色镜(3-1)、第二二色镜(3-2)、Tm:LuAG晶体(4)、F-P标准具(5)、第三平凸透镜(6)、第一反射镜(7)、法拉第旋光器(8)、二分之一波片(9)、楔形输出镜(10)、第二反射镜(11)、平凹透镜(12)、第四平凸透镜(13)、第一分光镜(14-1)、第二分光镜(14-2)、第三反射镜(16-1)、第四反射镜(16-2)及激光光束分析仪(17)；

所述的第一平凸透镜(1)的平面与第二平凸透镜(2)的凸面相对，构成一号耦合系统；

所述的平凹透镜(12)的平面与第四平凸透镜(13)的凸面相对，构成二号耦合系统；

所述的第一二色镜(3-1)、第二二色镜(3-2)、Tm:LuAG晶体(4)、F-P标准具(5)、第三平凸透镜(6)、第一反射镜(7)、法拉第旋光器(8)、二分之一波片(9)及楔形输出镜(10)构成2.02μm单纵模激光器；

所述的第一分光镜(14-1)、第二分光镜(14-2)、第三反射镜(16-1)、第四反射镜(16-2)及激光光束分析仪(17)与待测晶体(15)构成分振幅型干涉光路；

一束波长为788nm的泵浦光垂直入射至一号耦合系统，经耦合后以45°入射至第一二色镜(3-1)，第一二色镜(3-1)透过的波长为788nm的泵浦光垂直入射至Tm:LuAG晶体(4)中，Tm:LuAG晶体(4)在波长为788nm的泵浦光抽运下产生顺时针方向传播的振荡光和逆时针方向传播的振荡光，然后波长为788nm的泵浦光以45°入射至F-P标准具(5)，透过F-P标准具(5)的波长为788nm的泵浦光经第二二色镜(3-2)后透射出去；

顺时针方向传播的振荡光以45°入射至F-P标准具(5)，透过F-P标准具(5)的顺时针方向传播的振荡光以45°入射至第二二色镜(3-2)上，顺时针方向传播的振荡光经第二二色镜(3-2)反射后垂直入射至第三平凸透镜(6)的凸面，透过第三平凸透镜(6)的顺时针方向传播的振荡光以45°入射至第一反射镜(7)，并由第一反射镜(7)反射至法拉第旋光器(8)，顺时针方向传播的振荡光经法拉第旋光器(8)和二分之一波片(9)后，入射至楔形输出镜(10)并部分透射出去，腔内得到顺时针方向传播的垂直偏振的振荡光；

顺时针方向传播的垂直偏振的振荡光以45°入射至F-P标准具(5)，透过F-P标准具(5)的顺时针方向传播的垂直偏振的振荡光以45°入射至第二二色镜(3-2)上，顺时针方向传播的垂直偏振的振荡光经第二二色镜(3-2)反射后垂直入射至第三平凸透镜(6)的凸面，透过第三平凸透镜(6)的顺时针方向传播的垂直偏振的振荡光以45°入射至第一反射镜(7)，并由第一反射镜(7)反射后继续顺时针方向传播，经法拉第旋光器(8)和二分之一波片(9)后偏振态由垂直偏振变为水平偏振，顺时针方向传播的水平偏振的振荡光入射至楔形输出镜(10)后部分透射出去，剩余部分无法形成持续振荡输出；

逆时针方向传播的振荡光以45°入射至第一二色镜(3-1)，经第一二色镜(3-1)反射的逆时针方向传播的振荡光入射至楔形输出镜(10)后部分透射出去，腔内得到逆时针方向传播的垂直偏振的振荡光；

逆时针方向传播的垂直偏振的振荡光以45°入射至第一二色镜(3-1)，经第一二色镜(3-1)反射的逆时针方向传播的垂直偏振的振荡光入射至楔形输出镜(10)，经楔形输出镜(10)反射的逆时针方向传播的垂直偏振的振荡光经过二分之一波片(9)和法拉第旋光器(8)，成为逆时针方向传播的单纵模振荡光，逆时针方向传播的单纵模振荡光以45°入射至第一反射镜(7)上，由第一反射镜(7)反射至第三平凸透镜(6)的平面，透过第三平凸透镜(6)的逆时针方向传播的单纵模振荡光以45°入射至第二二色镜(3-2)上，并由第二二色镜(3-2)反射至F-P标准具(5)，透过F-P标准具(5)的逆时针方向传播的单纵模振荡光继续经过Tm:LuAG晶体(4)、第一二色镜(3-1)及楔形输出镜(10)，最后形成增益从楔形输出镜(10)透射出去成为2.02μm的单纵模激光；

2.02μm的单纵模激光以45°入射至第二反射镜(11)，经第二反射镜(11)反射的2.02μm的单纵模激光入射至二号耦合系统进行激光扩束，得到扩束后的单纵模激光；

扩束后的单纵模激光以45°入射至第一分光镜(14-1)，经第一分光镜(14-1)分成透射的单纵模激光和反射的单纵模激光；

透射的单纵模激光垂直入射至待测晶体(15)，然后以45°入射至第四反射镜(16-2)，并由第四反射镜(16-2)反射至第二分光镜(14-2)，再由第二分光镜(14-2)反射至激光光束分析仪(17)中，反射的单纵模激光入射至第三反射镜(16-1)，并由第三反射镜(16-1)反射至第二分光镜(14-2)，透过第二分光镜(14-2)后入射至激光光束分析仪(17)中，且入射至激光光束分析仪(17)中的两束光形成干涉条纹；

所述的第一平凸透镜(1)及第二平凸透镜(2)的通光面均镀有788nm高透膜，焦距为10mm～1000mm，直径为10mm～100mm；所述的第三平凸透镜(6)通光面镀有2.02μm增透膜，焦距为10mm～1000mm；

所述的第一二色镜(3-1)及第二二色镜(3-2)一面镀有788nm增透膜，另一面镀有788nm增透膜和2.02μm增反膜；

所述的F-P标准具(5)对2.02μm振荡光的透过率为90％，厚度为0.05mm～0.5mm；

所述的Tm:LuAG晶体(4)为圆柱状，端面直径为3mm，长度为16mm，两端端面均同时镀有788nm增透膜和2.02μm增透膜，且所述的Tm:LuAG晶体(4)中Tm³⁺离子掺杂的原子百分数为2％；

所述的第一反射镜(7)、第二反射镜(11)、第三反射镜(16-1)及第四反射镜(16-2)一面均镀有2.02μm增反膜；

所述的法拉第旋光器(8)适用波长为2.02μm；所述的二分之一波片(9)适用波长为2023nm；

所述的楔形输出镜(10)一面同时镀有对垂直偏振的2.02μm振荡光透过率为3％的膜和对水平偏振的2.02μm振荡光透过率为20％的膜，另一面镀有2.02μm增透膜；

所述的平凹透镜(12)及第四平凸透镜(13)通光面均镀有2.02μm增透膜；所述的平凹透镜(12)焦距为-50mm～-2000mm；所述的第四平凸透镜(13)焦距为10mm～1000mm；

所述的第一分光镜(14-1)及第二分光镜(14-2)一面均镀有对垂直偏振的2.02μm振荡光反射率为80％的部分反射膜，另一面均镀有对垂直偏振的2.02μm振荡光增透膜。