[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

说明书

本发明公开的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，属于激光技术领域。本发明包括泵浦激光器、泵浦准直系统、聚焦透镜、双色镜、单块环形腔、半波片、偏振分光器、光束准直系统、狭缝、反射式衍射光栅。所述反射式衍射光栅用于实现激光波长可调谐输出和线宽的压窄。本发明在单块环形腔的基础采用反射式闪耀光栅实现自种子注入，在不添加磁场的情况下实现高质量的单纵模输出，并大幅拓展单频激光器波长调谐范围，且能够压窄线宽，提高激光器输出光束的稳定性，输出的光束具有频率及功率噪声小的优点。本发明采用反射式衍射光栅反射的衍射级实现波长筛选，通过改变Littrow角度并调整狭缝大小实现单纵模激光输出的波长可调谐输出。

技术领域

本发明涉及一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，属于激光技术领域。

背景技术

分子光谱学、遥感探测、医疗诊断及治疗、光电对抗、光通信等诸多激光器的应用均需要波长可调谐的单频光源。在量子光学、凝聚态物理、光频标等领域需要高稳定性、噪声小、线宽窄、波长可调谐的单频激光光源。在气体探测方面，具有宽调谐范围的单频激光器可以测量多种气体成分，很好地拓宽了激光器的适用范围。为了提高单频激光的稳定性，采用单块非平面环形腔的方法被提出，如发明专利ZL 200620120648.3。这种装置采用单块非平面环形腔作为增益介质，通过在晶体上加上0.2至1T的强磁场实现激光的单向运转，从而获得稳定的窄线宽激光输出。这种方法稳定性好，频率及功率噪声小。单块非平面环形腔采用的均为YAG晶体、陶瓷等。但激光工作物质往往都具有一定的荧光光谱宽度，而单块非平面环形腔单频激光的缺点是输出波长往往固定在几个特殊波长，只能通过调节整个单块非平面环形腔的温度实现非常窄范围波长调谐，波长拓展性较差。

发明内容

为解决现有单块非平面环形腔单频激光技术波长拓展性差的缺点。本发明的主要目的在于提供一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，在单块环形腔的基础采用反射式闪耀光栅实现了自种子注入，在不添加磁场的情况下实现高质量的单纵模输出，并大幅拓展单频激光器波长调谐范围，且能够压窄线宽，提高激光器输出光束的稳定性，输出的光束具有频率及功率噪声小的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现：

本发明公开的一种基于单块环形腔的波长宽调谐单纵模激光器，包括泵浦激光器、泵浦准直系统、聚焦透镜、双色镜、单块环形腔、半波片、偏振分光器、光束准直系统、狭缝、反射式衍射光栅。所述反射式衍射光栅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、聚焦透镜依次位于泵浦激光器后，将泵浦激光器输出的泵浦激光成像到单块环形腔上，在单块环形腔上的腰斑要与单块环形腔内模式匹配。所述双色镜位于聚焦透镜和单块环形腔中间，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。通过聚焦透镜将准直的泵浦激光聚焦在单块环形腔中。通过偏振分光器将光分成水平和垂直偏振光。所述单块环形腔位于泵浦激光光路上，单块环形腔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、偏振分光器、光束准直系统、狭缝依次位于光路的一臂上。所述反射式衍射光栅摆放在输出光的一臂上，单块环形腔产生的信号光经偏振选择器件后，经过光束准直系统和狭缝后，以Littrow 角照射到反射式衍射光栅上，反射式衍射光栅的负一级衍射光沿入射光原路返回，经过单块环形腔的输出面膜系再次返回到单块环形腔中，所述的单块环形腔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的入射角度实现对激光的线宽压窄，在单块环形腔的另一臂输出波长可调谐的单纵模激光束。所述单块环形腔一输出臂上由于半波片、偏振分光器、光束准直系统、狭缝、反射式衍射光栅组成反射臂实现自种子注入，单块环形腔不需要添加磁场即能够实现高质量的单纵模输出。