[实用新型]一种折叠倍频激光系统

说明书

本申请公开了一种折叠倍频激光系统，包括用于产生大功率单频基频光的激光光源，激光光源发射基频光的光路上设有光学隔离器，自光学隔离器透射的基频光光路上设有用于将基频光倍频后输出倍频光的周期极化晶体，本申请实施例中，采用上述的一种折叠倍频激光系统，通过平面镜使得一次倍频后的倍频光反射回周期极化晶体进行二次倍频，其中，第二次折叠回周期极化晶体内的束腰大小和位置与第一次的聚集条件严格一致，从而保证了第二次的倍频效率，且使得光路的调节更加容易，而且通过光学隔离器可以有效隔绝返回的基频光，从而提高激光输出质量。

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，尤其涉及一种折叠倍频激光系统。

背景技术

近几十年来，可见光波段的激光光源(蓝绿光或红光)在原子分子光谱、冷原子物理、量子计算、光学数据存储、激光电视显示成像、医疗美容等领域有着广泛的应用和需求。其中，最常用、最有效的获得可见波段光源办法就是对0.8-2um波段的激光进行倍频。根据不同的相位匹配方式，倍频可以分为角度匹配、温度匹配和准相位匹配(QPM)。这其中，由于采用准相位匹配方式的倍频晶体具有高非线性系数(一般比角度和温度匹配的晶体高两个数量级以上)、零走离角、宽通光范围等优异特性，人们可以基于这些特性研制出长寿命、高功率、低成本、小体积的可调谐紧凑型固体可见激光光源。

目前，已经广泛商用的周期极化晶体主要包括PPLN、PPKTP和PPSLT等，通常情况下单次通过这些晶体就已经足以获得较高的倍频效率。然而，在某些特殊情形下，为了追求更高的倍频转换效率，往往需要通过级联多个晶体来倍频【G.Samanta,S.Kumar,K.Devi,andM.Ebrahim-Zadeh,Opt.Lett.35,3513(2010).】或者采用单个周期极化晶体光路多次通过的倍频(包括两次及以上)。在多次通过的方案中，效率最高的就是采用谐振倍频腔【T.Meier,B.Willke,and K.Danzmann,Opt.Lett.35,3742(2010)】手段，已报道的最高倍频转换效率可以达到90％。

不过，以上这些方案会导致激光器结构过大，成本过高，或者相应的电子学更加复杂，可靠性也会降低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构紧凑、倍频效率高且稳定性强的折叠倍频激光系统。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

本申请提供了一种折叠倍频激光系统，包括：

激光光源，用于输出大功率单频基频光；

聚焦镜，用于将自所述激光光源输出的所述基频光汇聚到周期极化晶体；

所述周期极化晶体，用于接收基频光并将其倍频后输出为倍频光；

平面镜，用于将所述周期极化晶体输出的所述倍频光和残余的所述基频光反射回所述周期极化晶体中进行二次倍频；

平凸透镜，位于所述周期极化晶体与所述平面镜之间，用于将自所述平面镜反射的所述基频光、倍频光沿原路以相同的汇聚条件第二次折返到所述周期极化晶体中；

二向色镜，位于所述聚焦镜与所述周期极化晶体之间，对所述基频光透射且对所述倍频光反射，用于导出自所述周期极化晶体二次倍频输出的所述倍频光；

光学隔离器，位于所述激光光源与所述平面镜之间，用于防止所述基频光返回到所述激光光源并将残余的所述基频光导出到光档；

其中，所述平凸透镜的角度能够调节且用于补偿所述基频光、倍频光在空气中的折射率差引入的相位差。

进一步限定，上述的一种折叠倍频激光系统，其中，所述激光光源为光纤激光器或钛宝石激光器。

进一步限定，上述的一种折叠倍频激光系统，其中，所述光学隔离器为单个或者多个级联。