[发明专利]宽调谐、窄线宽纳秒脉冲双共振中红外参量振荡器

摘要

一种双共振、宽调谐、窄线宽全固态纳秒脉冲中红外光学参量振荡器，器包含：单频泵浦光、双共振谐振腔、电学控制部分和种子光四部分，采用1.064μm单频脉冲激光器泵浦准相位匹配多周期极化晶体双共振参量振荡器，获得宽调谐范围近红外信号光、中红外空闲光的双波段激光输出；输出中心波长可在宽光谱范围内调谐，结合单频连续半导体激光器种子注入技术，通过电光晶体动态调节腔长，实现光学参量振荡器的窄线宽激光输出。本发明可广泛应用于高分辨率激光光谱学、激光雷达、激光遥感、环境探测、光电对抗、激光医疗等领域。

主权项

1.一种宽调谐、窄线宽纳秒脉冲双共振中红外参量振荡器，特征在于该振荡器包含：单频泵浦光、双共振谐振腔、电学控制部分和种子光四部分；所述的单频泵浦光包括1.064μm泵浦源(1‐1)、聚焦透镜(1‐2)、安装在可旋转的支架上的1.064μm半波片(1‐3)、偏振片(1‐4)和双色镜(1‐5)；所述的双共振谐振腔包括平凹第一腔镜(2‐1)、固定在晶体温控炉(2‐3)上的多周期极化晶体(2‐2)、平凹第二腔镜(2‐4)、平面第三腔镜(2‐5)、平面第四腔镜(2‐6)和分光镜(2‐7)，所述的多周期极化晶体(2‐2)与晶体温控炉(2‐3)一起固定在四维调整架上，用于调节多周期极化晶体(2‐2)的周期和角度；在平面第三腔镜(2‐5)和平面第四腔镜(2‐6)的中间插入电光晶体(3‐2)，二者的延长线上设有光电二极管(3‐1)；所述的电学控制部分包括光电二极管(3‐1)、电光晶体(3‐2)、电光晶体驱动源(3‐3)和电光调制器(3‐4)和PID控制系统(3‐5)，所述的电光晶体驱动源(3‐3)的输出端与电光晶体(3‐2)的输入端相连，所述的PID控制系统(3‐5)的输入端分别与所述的光电二极管(3‐1)输出端和电光调制器(3‐4)的输出端相连，所述的PID控制系统(3‐5)的输出端与所述的电光晶体驱动源(3‐3)的输入端相连；所述的种子光包括单频FPB种子激光器(4‐1)、沿该单频FPB种子激光器(4‐1)发出的种子激光方向依次放置的准直透镜(4‐2)、隔离器(4‐3)、半波片(4‐4)、聚焦透镜(4‐5)和半透半反镜(4‐6)，所述的电光调制器(3‐4)设置在半透半反镜(4‐6)的透射光路上；沿泵浦光路传播路径为：1.064μm泵浦源(1‐1)发出的泵浦光经过聚焦透镜(1‐2)耦合聚焦后，依次经1.064μm半波片(1‐3)和偏振片(1‐4)后，入射到双色镜(1‐5)，经该双色镜(1‐5)的透射光从平凹第一腔镜(2‐1)透射后，入射到多周期极化晶体(2‐2)的中心位置，通过四维调整架调节多周期极化晶体(2‐2)的位置和角度，产生近红外信号光和中红外空闲光，剩余泵浦光从平凹第二腔镜(2‐4)透射出去；所述的偏振片(1‐4)与泵浦光路呈布儒斯特角放置，所述的偏振片(1‐4)与1.064μm半波片(1‐3)构成光强调节装置，用于调节入射泵浦光的光强；沿种子光路传播路径为：单频FPB种子激光器(4‐1)发出的种子激光依次经过准直透镜(4‐2)、隔离器(4‐3)、半波片(4‐4)和聚焦透镜(4‐5)后，入射到半透半反镜(4‐6)，经该半透半反镜(4‐6)反射后射入双色镜(1‐5)，通过双色镜(1‐5)耦合到泵浦光路，透过平凹第一腔镜(2‐1)，再经过多周期极化晶体(2‐2)后以15°度入射角入射到平凹第二腔镜(2‐4)后依次经过平凹第二腔镜(2‐4)、平面第三腔镜(2‐5)、平面第四腔镜(2‐6)的全反射作用反射回平凹第一腔镜(2‐1)，该种子激光一部分依次透过平凹第一腔镜(2‐1)和分光镜(2‐7)直接输出，另一部分再次经过平凹第一腔镜(2‐1)反射至多周期极化晶体(2‐2)，在环形腔内形成振荡闭合回路；所述的聚焦透镜(4‐5)用于把种子光耦合到多周期极化晶体(2‐2)的中心位置，所述的双色镜(1‐5)镀有对1.064μm高透，种子光45°高反的介质膜，所述的分光镜(2‐7)镀有对近红外信号光高透，对中红外空闲光高反的介质膜；在工作周期内，电光调制器(3‐4)对通过半透半反镜(4‐6)的种子光进行频率、振幅调制，所述的光电二极管(3‐1)接收近红外信号光经过平面第三腔镜(2‐5)透射形成的干涉信号，同经过电光调制器(3‐4)后的信号混合产生误差信号，PID控制系统(3‐5)接收该误差信号并对其进行电路处理，PID控制系统(3‐5)的输出驱动电光晶体驱动源(3‐3)，通过改变电光晶体驱动源(3‐3)的电压驱动电光晶体(3‐2)，实时动态调节腔长，使光学参量振荡器的近红外信号光频率锁定在种子激光频率上，获得窄线宽近红外信号光和中红外空闲光输出。