[发明专利]基于内腔电光标准具锁定的连续可调谐单频钛宝石激光器

摘要

本发明提供了一种基于内腔电光标准具锁定的连续可调谐单频钛宝石激光器，包括泵浦源、钛宝石晶体、激光谐振腔、光学单向器、双折射滤波片、电光标准具、振镜电机、压电陶瓷、分束镜、光电探测器、伺服控制器、高压驱动器及信号发生器；利用电光标准具的电光效应对腔内光场进行调制，由光电探测器探测并提取误差信号；电光标准具安装在振镜电机上，通过控制振镜电机控制电光标准具的角度，实现电光标准具的实时锁定。本发明利用电光晶体的电光效应对腔内光场进行调制，由光电探测器探测并提取误差信号作用于振镜电机控制标准具的角度，将标准具的透射峰实时锁定在激光振荡频率处，通过改变激光器谐振腔的腔长实现激光器频率的连续调谐。

主权项

1.一种基于内腔电光标准具锁定的连续可调谐单频钛宝石激光器，包括泵浦源(1)、位于泵浦源(1)出射光路上的激光谐振腔、位于激光谐振腔出射光路上的分束镜（9）；分束镜（9）的反射光路上设有光电探测器(10)；光电探测器(10)的信号输出端连接有伺服控制器（11）；伺服控制器（11）的信号输入端还连接有信号发生器（13），信号发生器（13）的另一个信号输出端连接有高压驱动器（12）；所述的激光谐振腔采用四镜环形激光谐振腔结构，由第一平凹镜(31)、第二平凹镜(32)、第一平面镜(33)、第二平面镜(34)组成，第一平凹镜(31)和第二平凹镜(32)之间设有钛宝石晶体(2)，四镜环形激光谐振腔内同时设有光学单向器(4)和双折射滤波片(5)，第一平面镜(33)粘接有压电陶瓷（8）；其特征在于，四镜环形激光谐振腔内还设有电光标准具(6)；所述电光标准具(6)为沿光轴方向即z方向切割并加工成两通光面即x‑o‑z面平行的薄片电光晶体，在晶体的两x‑o‑y面上安装铜电极，且入射光的偏振方向沿z方向；伺服控制器（11）的信号输出端连接有振镜电机(7)，所述电光标准具(6) 粘接在振镜电机(7)的转轴上，高压驱动器(12)的信号输出端连接在电光标准具(6)的两电极上；泵浦源(1)发出的激光经耦合系统整形聚焦后入射到钛宝石晶体(2)上，激光谐振腔的输出光束经分束镜(9)分出一小部分激光进入光电探测器(10)转化为电信号，其余部分作为主激光输出，光电探测器(10)的输出信号进入伺服控制器(11)，伺服控制器(11)产生控制信号作用于振镜电机(7)上，控制电光标准具(6)的角度，信号发生器(13)产生两路同频率的正弦振荡信号，一路进入伺服控制器(11)，另一路进入高压驱动器(12)，高压驱动器(12)的输出信号经铜电极产生交变电场，使电光标准具(6)的透射峰对应的频率周期性变化，进而引起激光器腔内光强的周期性变化，实现对激光谐振腔腔内光场的调制，然后利用光电探测器(10)探测这一周期变化的光信号，光电探测器(10)探测到的信号经由伺服控制器(11)提取出电光标准具(6)透射峰与激光振荡频率之间的偏差值，将这一偏差值作为控制信号作用于振镜电机(7)上控制电光标准具(6)的角度，实现电光标准具(6)的实时锁定，进而通过扫描压电陶瓷(8)的长度改变激光谐振腔的腔长实现激光器频率的连续调谐；所述电光标准具（6），由于利用其电光效应对腔内光场进行调制用于锁定该标准具，因此通过改变调制信号的频率来避免该调制信号对激光器某一特定频段处强度噪声的影响。