專利名稱：一種激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光腔外倍頻的線型腔結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
激光倍頻是一種通過(guò)非線性晶體產(chǎn)生二次諧波來(lái)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換的技術(shù)。早
在1961年，F(xiàn)ranken等人在石英晶體中對(duì)紅寶石激光694. 3nm進(jìn)行了倍頻實(shí)驗(yàn)， 獲得了 347.1nm的紫外光，當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)換效率很低。目前，采用KTP、 BB0、 LB0等 非線性晶體可以得到更高的轉(zhuǎn)換效率。
激光倍頻的方式分腔內(nèi)倍頻和腔外倍頻。腔內(nèi)倍頻是將基頻光增益介質(zhì)和 倍頻晶體同時(shí)置于腔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)二次諧波的產(chǎn)生；腔外倍頻是將增益介質(zhì)與倍頻 晶體分離在兩個(gè)腔中。 一般來(lái)講，腔內(nèi)倍頻基頻光功率密度很高，因此可以獲 得較高的二次諧波轉(zhuǎn)換效率，但是也正是由于二次諧波的影響，使得基頻光的 增益不穩(wěn)定，從而相互影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；因此釆用腔外分離式的結(jié)構(gòu) 能夠很好的解決這一問(wèn)題，通常分離式的結(jié)構(gòu)有環(huán)型腔和線型腔兩種。環(huán)型腔 的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 一般要采用四個(gè)耦合鏡使基頻光可以在腔內(nèi)環(huán)行實(shí)現(xiàn)多次倍 頻；而線型腔的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。目前還有一種常用的腔外倍頻就是利用有很倍 頻系數(shù)的非線性晶體如PPLN通過(guò)進(jìn)行單次倍頻，可以獲得很高質(zhì)量很穩(wěn)定的二 次諧波，但是一方面轉(zhuǎn)換效率項(xiàng)比較而言仍然不夠高，另一方面PPLN這種材料 目前也極其缺乏和昂貴，限制了其實(shí)用價(jià)值。如果要盡可能克服上述不足，就 需要在腔外要實(shí)現(xiàn)多次倍頻，也就是使基頻光在外腔中損耗比較小能夠?qū)崿F(xiàn)諧 振或者多次來(lái)回。

發(fā)明內(nèi)容
因此，針對(duì)上述不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種將激光器直接進(jìn)行腔外倍頻的線 型腔結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)由激光器，共焦透鏡組，倍頻晶體以及 反射鏡構(gòu)成，其中激光器的輸出端面和反射鏡在兩端，共焦透鏡組和倍頻晶體 置于其間，基頻光在同一光路上多次來(lái)回通過(guò)倍頻晶體，或者基頻光在該線型 腔結(jié)構(gòu)中形成諧振。
進(jìn)一步的，所述的激光器的輸出端面和反射鏡分別置于所述的共焦透鏡組 兩邊的焦平面上，透鏡組共焦平面，倍頻晶體置于所述的共焦透鏡組的兩透鏡 組的共有的焦平面上；反射鏡鍍對(duì)基頻光高反的膜，對(duì)倍頻光高透的膜。
進(jìn)一步的，所述的激光器為固體激光器。
或者，所述的激光器為半導(dǎo)體激光器。
更進(jìn)一步的，所述的半導(dǎo)體激光器包括邊發(fā)光激光器或面發(fā)光激光器。 進(jìn)一步的，所述的倍頻晶體的兩個(gè)面分別鍍膜，其中靠近激光器端的面鍍 倍頻光的高反膜，另一面鍍倍頻光的增透膜。
進(jìn)一步的，所述的倍頻晶體可為任意一種相位匹配方式。
進(jìn)一步的，所述的透鏡組可包含至少一個(gè)透鏡，透鏡能將基頻光聚焦。
所述的線型腔結(jié)構(gòu)內(nèi)可插入其它光學(xué)元件。
本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，是一種將激光器直接進(jìn)行腔外倍頻的線型腔結(jié)構(gòu)。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合

和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明是一種直接將激光器的輸出光作為基頻光，在腔外實(shí)現(xiàn)多次通過(guò)倍
頻晶體獲得倍頻光的輸出；與單次倍頻相比較，其轉(zhuǎn)換效率更高，而且保持有 較好的光耒質(zhì)量。
本發(fā)明采用在激光器外加入線型外腔的結(jié)構(gòu)，在外腔中加入兩個(gè)透鏡組實(shí) 現(xiàn)共焦腔，調(diào)節(jié)腔長(zhǎng)和透鏡組的焦距，使倍頻晶體位于此共焦腔的焦點(diǎn)處，因 此基頻光在外腔中形成諧振來(lái)回多次通過(guò)倍頻晶體實(shí)現(xiàn)多次倍頻。本發(fā)明所用 的激光器可為固體激光器或者為半導(dǎo)體二極管激光器，對(duì)普通邊發(fā)光的半導(dǎo)體 激光器，由于其發(fā)散角比較大，在本系統(tǒng)中認(rèn)為導(dǎo)體激光器基頻光近似按幾何 光束傳輸，在具體設(shè)計(jì)中只需考慮透鏡組與腔內(nèi)其它元件是否共焦。 一般的導(dǎo)
體;敫光器是線發(fā)光，存在兩個(gè)較大的發(fā)散角，稱為快軸光和慢軸光，那么為減
少系統(tǒng)的復(fù)雜性，不再加入光束整形系統(tǒng)，而只實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)軸的光束在腔中 諧振，當(dāng)然因此會(huì)降低倍頻效率。對(duì)于面發(fā)光的導(dǎo)體激光器，或者是固體激光 器，其發(fā)散角對(duì)稱，光斑為一圓斑，那么上述問(wèn)題4更不存在。另外，采用線型 腔的結(jié)構(gòu)，更容易實(shí)現(xiàn)一體化，結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單。
在本設(shè)計(jì)中將激光器的輸出端面直接作為外腔的前腔鏡，與另外加入輸入 耦合鏡相比較，基頻光的損耗更小，同時(shí)部分基頻光可以反饋回激光器芯片中， 如果在系統(tǒng)中同時(shí)加入濾波片等光學(xué)元件可以實(shí)現(xiàn)壓窄線寬和鎖定波長(zhǎng)的作 用，對(duì)激光工作的溫度穩(wěn)定性有很好的改善。
參閱圖l所示，101為基頻光激光器如半導(dǎo)體激光器或固體激光器，102為 透鏡組，由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，使得激光器101的輸出光匯聚在倍頻晶體103位置，倍頻晶體103可以為KTP、 BBO、 LBO等非線性晶體，透^:組104 為與透鏡組102是對(duì)稱的光學(xué)透鏡組，使得激光器101的基頻光再次匯聚在反 射鏡105輸出平面鏡上。在本結(jié)構(gòu)中，由激光器101的后端面和反射鏡105輸 出平面鏡組成一個(gè)共焦外腔，使基頻光在此外腔內(nèi)形成穩(wěn)定振蕩，并多次通過(guò) 倍頻晶體103,以提高倍頻效率。其中，倍頻晶體103兩面鍍膜對(duì)激光器101基. 頻光增透，靠近激光器101面對(duì)倍頻光高反，遠(yuǎn)離激光器101面對(duì)倍頻光增透； 反射鏡105反射鏡鍍膜使激光器101基頻光高反、倍頻光增透；如果存在相位 延遲的問(wèn)題，可以在其中加入波片使相位一致，波片的選擇根據(jù)實(shí)際情況而定。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式 上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于該線型腔結(jié)構(gòu)由激光器，共焦透鏡組，倍頻晶體以及反射鏡構(gòu)成，其中激光器的輸出端面和反射鏡在兩端，共焦透鏡組和倍頻晶體置于其間，基頻光在同一光路上多次來(lái)回通過(guò)倍頻晶體，或者基頻光在該線型腔結(jié)構(gòu)中形成諧振。
2、 沖艮據(jù)權(quán)利要求1所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 激光器的輸出端面和反射鏡分別置于所述的共焦透鏡組兩邊的焦平面上，透鏡 組共焦平面，倍頻晶體置于所述的共焦透鏡組的兩透鏡組的共有的焦平面上； 反射鏡鍍對(duì)基頻光高反的膜，對(duì)倍頻光高透的膜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 激光器為固體激光器。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光腔外倍頻線盤腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 激光器為半導(dǎo)體激光器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 半導(dǎo)體激光器包括邊發(fā)光激光器或面發(fā)光激光器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述的倍頻晶體的兩個(gè)面分別鍍膜，其中靠近激光器端的面鍍倍頻光的高反膜， 另一面鍍倍頻光的增透膜。
7、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述的倍頻晶體可為任意 一種相位匹配方式。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的 倍頻晶體可為任意 一種相位匹配方式。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所逸的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于所 述的透鏡組可包含至少一個(gè)透鏡，透鏡能將基頻光聚焦。
10、根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述的線型腔結(jié)構(gòu)內(nèi)可插入其它光學(xué)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光腔外倍頻的線型腔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的激光腔外倍頻線型腔結(jié)構(gòu)公開(kāi)了一種激光器腔外倍頻的結(jié)構(gòu)，通過(guò)在反射鏡上鍍基頻光的高反膜，微調(diào)腔長(zhǎng)和透鏡組的位置，使得基頻光能多次往返通過(guò)倍頻晶體，同時(shí)透鏡起聚焦作用，倍頻晶體置于焦平面上，通過(guò)上述兩個(gè)作用使得腔外倍頻的效率大幅提高。是一種將激光器直接進(jìn)行腔外倍頻的新型線型腔結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01S3/109GK101431213SQ20081007235
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 薛有為, 馬英俊 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司