[发明专利]谐波次数可调的锁模激光器

说明书

本发明属于激光设备技术领域，具体公开了谐波次数可调的锁模激光器，包括锁模激光谐振单元和外部光束反馈单元，锁模激光谐振单元包括泵浦光源、泵浦光准直聚焦镜和锁模谐振腔结构，外部光束反馈单元包括分光片、反馈镜和调节座，反馈镜能够向分光片发射反馈光束；反馈镜安装在调节座上，分光片的倾斜角度能够调节，调节座用于调节反馈镜的倾斜角度以及反馈镜与分光片之间的距离；反馈光束与锁模谐振腔结构产生的基波锁模脉冲共同作用产生谐波次数可调的锁模脉冲并输出谐波次数可调的锁模脉冲激光。本发明使得原有的不可控制的谐波锁模的次数变得可以人为地控制调节，因而能够适应不同的应用场景，极大地扩展了谐波锁模激光器的应用领域。

技术领域

本发明属于激光设备技术领域，尤其涉及一种谐波次数可调的锁模激光器。

背景技术

重复频率在数十吉赫兹到数百吉赫兹的高重复频率锁模激光脉冲，在高速光通信、高速电光采样、激光频率梳等众多工程技术及科学研究领域存在着重要的应用。由于基波锁模脉冲的重复频率唯一地由激光器谐振腔的长度决定，所以产生高重复频率的锁模激光器都采用很短的谐振腔。然而，谐振腔的长度不能无限制地缩短，这就从实践上限制了基波锁模脉冲重复频率的提高。

目前通常进一步提高锁模脉冲重复频率的方法就是利用谐波锁模，使得锁模脉冲的重复频率在基波锁模脉冲重复频率的基础上成倍增加，比如二次谐波锁模获得的脉冲重复频率是基波锁模脉冲重复频率的两倍，三次谐波锁模获得的脉冲重复频率则是基波锁模脉冲重复频率的三倍，等等。

但是，现有的谐波锁模技术存在一个比较大的问题就是整个谐波锁模过程是不可控制的，不仅谐波的产生不可控制，要产生几次的谐波同样不可控制。这种局面给实际应用带来极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波次数可调的锁模激光器，以解决现有的谐波锁模技术的整个谐波锁模过程不可控制的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：谐波次数可调的锁模激光器，包括锁模激光谐振单元和外部光束反馈单元，所述锁模激光谐振单元包括泵浦光源、泵浦光准直聚焦镜和锁模谐振腔结构，所述泵浦光源用于发出泵浦激光，所述泵浦光准直聚焦镜用于将泵浦光源所发射的泵浦激光准直并聚焦至锁模谐振腔结构，所述外部光束反馈单元包括分光片、反馈镜和调节座，所述分光片位于所述锁模谐振腔结构内并用于将锁模谐振腔结构产生的锁模激光脉冲中的一部分反射至所述反馈镜上，所述反馈镜能够向所述分光片反射反馈光束；所述反馈镜安装在所述调节座上，所述分光片的倾斜角度能够调节，所述调节座用于调节所述反馈镜的倾斜角度以及反馈镜与分光片之间的距离；所述反馈光束与锁模谐振腔结构产生的基波锁模脉冲共同作用产生谐波次数可调的锁模脉冲并输出谐波次数可调的锁模脉冲激光；所述泵浦光源的发射波长小于锁模激光器最终输出的锁模脉冲激光的波长。

进一步，所述锁模谐振腔结构包括增益介质、折叠镜和耦合输出镜，所述增益介质用于吸收所述泵浦激光的能量并对最终输出的激光波长产生受激辐射光放大；所述折叠镜用于改变所述增益介质和所述耦合输出镜之间的光路，对光路进行折叠；所述耦合输出镜用于锁模脉冲激光进行耦合输出，所述分光片位于所述增益介质与折叠镜之间，所述泵浦光源所发射的泵浦激光能够被所述增益介质吸收。

进一步，所述锁模谐振腔结构包括增益介质、可饱和吸收体和折叠输出镜，所述增益介质用于吸收所述泵浦激光的能量并对最终输出的激光波长产生受激辐射光放大；所述可饱和吸收体能够对锁模脉冲激光的波长进行吸收和反射；所述折叠输出镜用于对锁模脉冲激光进行折叠和输出，所述分光片位于所述增益介质与折叠输出镜之间，所述泵浦光源所发射的泵浦激光能够被所述增益介质吸收。

进一步，所述折叠镜上镀有能够对最终输出的锁模脉冲激光波长进行反射的第一反射膜层，所述耦合输出镜上镀有能够透过最终输出的锁模脉冲激光的第一透过膜层。

进一步，所述折叠输出镜上镀有能够透过最终输出的锁模激光脉冲的第二透过膜层。