[发明专利]一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器

权利要求书

1.一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，其特征在于：包括泵浦激光器（1）、泵浦准直系统（2）、聚焦透镜（3）、双色镜（4）、单块环形腔（5）、半波片（6）、偏振分光器（7）、光束准直系统（8）、狭缝（9）、反射式衍射光栅（10）；所述反射式衍射光栅（10）用于实现激光波长可调谐输出和线宽的压窄；所述泵浦准直系统 （2）、聚焦透镜（3）依次位于泵浦激光器（1）后，将泵浦激光器（1）输出的泵浦激光成像到单块环形腔（5）上，在单块环形腔（5）上的腰斑要与单块环形腔（5）内模式匹配；所述双色镜（4）位于聚焦透镜（3）和单块环形腔（5）中间，对泵浦光的波长增透范围与泵浦激光的输出波长相匹配，对激光的高反范围应覆盖要实现的可调谐单频激光的调谐范围；通过聚焦透镜（3）将准直的泵浦激光聚焦在单块环形腔（5）中；通过偏振分光器（7）将光分成水平和垂直偏振光；所述单块环形腔（5）位于泵浦激光光路上，单块环形腔（5）同时也是激光增益介质，其增益光谱范围与调谐范围相匹配；所述半波片（6）、偏振分光器（7）、光束准直系统（8）、狭缝（9）依次位于单块环形腔（5）一输出臂上；所述反射式衍射光栅（10）摆放在单块环形腔（5）一输出臂上，单块环形腔（5）产生的信号光经偏振分光器（7）后，经过光束准直系统（8）和狭缝（9）后，以Littrow 角照射到反射式衍射光栅（10）上，反射式衍射光栅（10）的负一级衍射光沿入射光原路返回，经过单块环形腔（5）的输出面膜系再次返回到单块环形腔（5）中，所述的单块环形腔（5）激光在单块环形腔内往返一周输入和输出点在空间上重合；通过调节反射式衍射光栅（10）的入射角度实现对激光的线宽压窄，在单块环形腔（5）的另一臂输出波长可调谐的单纵模激光束；所述单块环形腔（5）一输出臂上由于半波片（6）、偏振分光器（7）、光束准直系统（8）、狭缝（9）、反射式衍射光栅（10）组成反射臂实现自种子注入，单块环形腔（5）不需要添加磁场即能够实现高质量的单纵模输出。

2.如权利要求1所述的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，其特征在于：泵浦激光器（1）经泵浦准直系统 （2）和聚焦透镜（3）后通过双色镜（4）聚焦到单块环形腔（5）上，增益晶体制成的单块环形腔（5）产生的信号光首先经过双色镜（4）反射到半波片（6）和偏振分光器（7）上，通过旋转半波片（6），让光束的偏振态经过偏振分光器（7）选择为垂直偏振光，经过光束准直系统（8）和狭缝（9），照射到反射式衍射光栅（10）上；反射式衍射光栅（10）衍射光沿原光路返回至单块环形腔（5）中，经单块环形腔（5）后光线稳定出射单纵模激光；通过旋转改变反射式衍射光栅（10）入射角的角度，实现波长可调谐输出。

3.如权利要求1或2所述的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，其特征在于：通过旋转改变反射式衍射光栅入射角，实现波长可调谐输出和激光线宽的压窄，即使反射式衍射光栅（10）满足如下调节目标：

目标一：所述的反射式衍射光栅（10）与入射光路的夹角θ为:0度θ＜90度；

目标二：所述的反射式衍射光栅（10）的参数根据不同调谐范围以及增益介质的增益带宽进行调节；

目标三：所述的反射式衍射光栅工作在输出波长对应的Littrow角度；

通过选择反射式衍射光栅合适的刻线数，选择合适的入射角使得其-1级衍射光与入射光夹角为0°，此时以Littrow 角照射到反射式衍射光栅（10）上，反射式衍射光栅（10）的负一级衍射光沿入射光原路返回，经过单块环形腔（5）的输出面膜系再次返回到单块环形腔（5）中，所述的单块环形腔（5）激光在单块环形腔内往返一周输入和输出点在空间上重合。

4.如权利要求1或2所述的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，其特征在于：由于所述单块环形腔（5）一输出臂上由半波片（6）、偏振分光器（7）、光束准直系统（8）、狭缝（9）、反射式衍射光栅（10）组成反射臂实现自种子注入，所述环形腔（5）周围不添加磁场。