[发明专利]一种小型化低噪声全固态单频连续波激光器

说明书

本发明涉及一种小型化低噪声全固态单频连续波激光器，所述小型化低噪声全固态单频连续波激光器包括：光纤耦合激光二极管，用于输出初始泵浦光；激光整形透镜组，设置在所述初始泵浦光的光路上，用于对所述初始泵浦光进行整形并聚焦，并输出整形聚焦后的泵浦光；单频激光器，设置在所述泵浦光的光路上，用于接收所述泵浦光，并输出激光；所述单频激光器包括两个平面激光腔镜、两个平凹激光腔镜及激光增益晶体；所述激光增益晶体用于对所述泵浦光产生增益，形成增益光，所述激光增益晶体的受激发射截面小于2×10^‑19cm²。本发明所提供的激光器操作简单，且利用激光增益晶体的小发射截面特性即可实现小型化紧凑型低噪声激光输出。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种小型化低噪声全固态单频连续波激光器。

背景技术

由于全固态连续波单频激光器具有线宽窄、光束质量高、噪声低等优点，现已广泛应用于科学研究、生物医学、国防建设等各个领域。特别是近些年来量子信息领域的进一步发展对激光器光源的强度噪声提出了更高的要求。研究表明激光器的强度噪声谱达到散粒噪声基准的频率越小，该波长的激光即可实现在更宽频率范围的更高压缩度的压缩光，进而有效推进量子信息的发展。目前已经发展的强度噪声抑制技术包括光电负反馈技术、种子光注入锁定技术以及插入模式清洁器等技术。

其中，光电负反馈中的光电伺服系统会不可避免的引入额外电噪声。种子光注入锁定技术需要多套电光伺服系统实现从动激光器与主动激光器频率精确锁定，不仅增加了系统的复杂性，而且与光电负反馈类似，会将额外的电噪声不可避免地引入系统。插入模式清洁器的技术在过滤激光器高频段噪声的同时会不可避免地过滤掉部分输出激光，而且随着模式清洁器精细度的进一步提高，该类插入损耗也会进一步增大。

近期发展的通过在谐振腔内插入非线性晶体的方式来抑制激光强度噪声仅仅是在弛豫振荡频率处会有较好的抑制作用。在之前的工作中(YongruiGuo，Huadong Lu，WeinaPeng，Jing Su，AND KunchiPeng，“Intensity noise suppression of a high-powersingle-frequency CW laser by controlling thestimulated emission rate”Opticsletters，Vol.44，No.24，6033-36，(2019))，已经研究了通过操控激光器腔长来改变受激辐射速率，进而抑制激光器强度噪声的方法，但想要使得截止频率在1MHz处达到散粒噪声基准，激光器的腔长必须拉长到1m左右，使得整个激光器系统较为庞大。

综上，亟需一种新的抑制激光强度噪声的方法或者系统，解决上述存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种小型化低噪声全固态单频连续波激光器，可对激光器的强度噪声在宽范围内进行整体性的抑制，有效实现低噪声输出，且激光器内部结构紧凑，操作简便。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种小型化低噪声全固态单频连续波激光器，所述小型化低噪声全固态单频连续波激光器包括：

光纤耦合激光二极管，用于输出初始泵浦光；

激光整形透镜组，设置在所述初始泵浦光的光路上，用于对所述初始泵浦光进行整形并聚焦，并输出整形聚焦后的泵浦光；

单频激光器，设置在所述泵浦光的光路上，用于接收所述泵浦光，并输出激光；所述单频激光器包括第一平面激光腔镜、第二平面激光腔镜、第一平凹激光腔镜、第二平凹激光腔镜及激光增益晶体；

所述第一平面激光腔镜用于接收所述泵浦光并反射腔内振荡激光，形成第一出射光；

所述第二平面激光腔镜设置在所述第一出射光的光路上，所述第二平面激光腔镜用于接收并反射所述第一出射光，形成第二出射光；