[实用新型]调Q可调谐倍频激光器

说明书

本实用新型是一种调Q可调谐倍频激光器，它属于非线性二次谐波产生领域。

在美国刊物《光学通讯》第二十卷第二期＂掺铬氟化铝锶锂晶体激光系统的大能量高效率的谐波产生”(《Optics Letters》Jan.15，1995，20(2)，p169＂High-energy，high-efficiency harmonic generation from a Cr：LiSrAlF6 laser system”)一文中公开了一种调Q可调谐激光器的腔外倍频技术，它的构成如图1所示，其工作原理为由全反镜、光栏、望远镜、标准具、调Q晶体和起偏器以及调谐元件、激光晶体、输出镜所组成的调Q可调谐激光器A输出的激光经一组反射镜B和2倍扩束望远镜C后，在由掺铬氟化铝锶锂激光晶体和若由干个全反射镜所组成的放大系统D中双程放大，再经光束调整器、柱状望远镜和倍频晶体组成的倍频系统E后，获得二次谐波的激光输出。它的不足之处是：这种用腔外倍频获取二次谐波激光的技术，因其倍频效率与基波激光的功率密度成正比，为提高基波激光的功率，必须采用一级双程放大和加入两个望远镜及若干反射镜，从而使系统变得庞大、复杂，稳定性难以保证。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种倍频效率高、结构简单、稳定性好的调Q可调谐倍频激光器。

本实用新型的目的可通过以下措施来达到：将腔外倍频改为腔内倍频，具体结构如下：在激光器光轴上有激光晶体，该激光晶体的一端依次置有调谐元件、调Q晶体、全反射镜，另一端置有与光轴呈45°放置的分色镜，经该分色镜反射后的光轴上置有二次谐波晶体和对基波及二次谐波高反射的全反射镜；所述的分色镜对基波光高反射、对二次谐波光高透射，所述的激光晶体为掺铬氟化铝锶锂晶体或钛宝石晶体或掺铬氟化铝钙锂晶体或掺铬氟化铝钙锶锂晶体。

作为本实用新型的进一步改进，在分色镜与二次谐波晶体间的光轴上置有三次谐波晶体。该分色镜对二次谐波光和对三次谐波光均高透射。

由于本实用新型谐振腔所采用的两腔镜均为基波高反射镜，相比现有技术降低了激光谐振腔的损耗，且在非线性晶体中基波光功率密度相同时，腔外倍频激光器所需的腔内光子数密度要远大于腔内倍频激光器的腔内光子数密度，因而在同等情况下，降低了腔内光子数密度，而在谐振腔参数一定时，腔内光功率密度由泵浦能量决定，因而降低腔内光功率密度，就减弱了热效应对激光器工作的影响，提高了工作频率；由于所述的激光晶体为掺铬氟化铝锶锂晶体或钛宝石晶体或掺铬氟化铝钙锂晶体或掺铬氟化铝钙锶锂晶体，它们均可吸收二次和三次谐波，因而谐波经分色镜输出后就避免了二次或三次谐波光被激光晶体吸收，采用腔内双程二次谐波和单程三次谐波技术，提高了倍频效率和输出谐波的利用率。本实用新型现已获得了450nm附近的二次谐波、300nm附近的三次谐波脉冲输出。转动另一端腔镜的方位角，同时调整谐波晶体为最佳匹配角，在二次或三次谐波段就能实现可调谐输出。并且与现有技术相比还具有结构简单、工作性能稳定的特点。

下面结合附图详细说明本实用新型的具体结构和工作情况。

图1为现有技术的一种结构示意图。

图2为本实用新型的一种基本结构示意图。

如图2所示，在激光器光轴上置有掺铬氟化铝锶锂激光晶体4，该激光晶体4的一端上有调谐元件3、电光调Q晶体2和全反射镜1，激光晶体4的另一端光轴上置有与该光轴呈45°放置的分色镜8，在镜8反射后的光轴上置有三次谐波晶体7、二次谐波晶体6和对基波和二次谐波全反射的全反射镜5，其中二次谐波晶体6和三次谐波晶体7均为β-偏硼酸钡晶体、分色镜8对激光晶体4的基波高反射、对二次谐波和三次谐波均高透射。

工作时，激光晶体4吸收泵浦能量后在全反射镜(1，5)、电光调Q晶体2和调谐元件3的共同作用下产生振荡，它的振荡基波λ₁经分色镜8反射至二次谐波晶体6后，其输出为基波λ₁和二次谐波λ₂，经反射镜5反射后再次通过二次谐波晶体6后，其输出仍为基波λ₁和加强的二次谐波λ₂；当λ₁、λ₂经三次谐波晶体7后输出为基波λ₁、二次谐波λ₂和三次谐波λ₃，当λ₁、λ₂、λ₃到达分色镜8时，其中λ₁被分色镜8反射至激光晶体4继续参与振荡，λ₂和λ₃被分色镜8高透射输出，至此可获得的所需的二次和三次谐波脉冲激光。