一2.1um高反，對(duì)2.3um—4um高透;腔鏡8—11對(duì)1.4um—2.1um高反的反射鏡，其中腔鏡8為曲率800mm的凹面鏡，腔鏡9一11為平面鏡;第七腔鏡12為平面鏡，對(duì)1.4um—2.1um具有10%的透過(guò)率。因此，本發(fā)明激光器同時(shí)輸出兩種波長(zhǎng)的激光，1.4um—2.1um激光從腔鏡12處經(jīng)過(guò)出光口 17輸出，2.1um—4.3um激光從腔鏡7處經(jīng)過(guò)出光口 16輸出。最后一個(gè)腔鏡12放置在一個(gè)沿光路方向調(diào)節(jié)的一維平移臺(tái)15上，可以沿著光路方向移動(dòng)，用以改變諧振腔的光程長(zhǎng)度從而和栗浦光的重復(fù)頻率相匹配。
[0025]皮秒脈沖的同步栗浦技術(shù)要求OPO諧振腔光程長(zhǎng)度與栗浦光的重復(fù)頻率相匹配。以栗浦光重復(fù)頻率為80MHz為例，需要OPO諧振腔的光程必須為3.75m，對(duì)于折疊腔結(jié)構(gòu)需要前后腔鏡光程距離必須等于1.875m，因此需要一維平移臺(tái)15精確控制后腔鏡12距離前腔鏡6的距離，以滿足同步栗浦的腔長(zhǎng)匹配。而本發(fā)明采用七鏡折疊腔結(jié)構(gòu)即由其中的腔鏡6—腔鏡12七反射鏡構(gòu)成折疊的六條光路成OPO諧振腔的腔長(zhǎng)，使得OPO部分空間占據(jù)長(zhǎng)度約為
0.7m，極大的壓縮了激光器的物理尺寸。
[0026]圖2所示為多通道MgO= PPLN晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。MgO = PPLN晶體共有8個(gè)通道，圖示中從上到下周期分別為27.911111;28.2911111;28.7咖；29.1611111;29.6611111;30.1911111;30.8111111和31.52um。移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)14可以使得1064nm栗浦光經(jīng)過(guò)MgO = PPLN晶體的不同通道。在特定的通道下，通過(guò)改變溫控爐在50°C到200°C區(qū)間的溫度，改變激光輸出波長(zhǎng)。譬如當(dāng)1064nm栗浦光經(jīng)過(guò)周期為31.52um的MgO: PPLN晶體時(shí)，通過(guò)改變溫控爐的溫度可以產(chǎn)生波長(zhǎng)在1.7um—2.86um的激光，如圖3所示;而當(dāng)1064nm栗浦光經(jīng)過(guò)周期為30.8Ium的MgO: PPLN晶體時(shí)，通過(guò)改變溫控爐的溫度可以產(chǎn)生波長(zhǎng)在1.58um—1.7um與2.86um—3.25um的激光，如圖4所示。所以通過(guò)改變栗浦光作用的MgO:PPLN晶體的周期以及溫控爐的溫度即可產(chǎn)生在1.4um一4.3um的激光輸出。
[0027 ]圖5所示為在不同的通道MgO: PPLN晶體與不同溫度的狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)的激光輸出波長(zhǎng)曲線。可以看到本發(fā)明可以無(wú)間斷的輸出I.4um一4.3um的激光。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是包括1064nm皮秒脈沖栗浦源、光隔離器、聚焦透鏡、多通道周期性極化晶體、晶體溫控爐、步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)、OPO諧振腔、一維平移臺(tái)；1064nm皮秒脈沖栗浦源通過(guò)光隔離器后經(jīng)過(guò)聚焦透鏡，聚焦在周期性極化晶體上;周期性極化晶體放置在一個(gè)精度為0.1°C的晶體溫控爐中；晶體溫控爐放置在一個(gè)步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)上；步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)的調(diào)節(jié)方向垂直于光路、調(diào)節(jié)栗浦源進(jìn)入多通道周期性極化晶體的不同通道;從多通道周期性極化晶體輸出的光進(jìn)入OPO諧振腔，OPO諧振腔諧振腔最后一個(gè)腔鏡放置在一個(gè)沿光路方向調(diào)節(jié)的一維平移臺(tái)(15)上，最后一個(gè)腔鏡沿著光路方向移動(dòng)，用以改變諧振腔的光程長(zhǎng)度與栗浦光的重復(fù)頻率相匹配;其中按光路方向的序列分置的第一至第七腔鏡(6—12)構(gòu)成OPO諧振腔，第一腔鏡(6)為OPO前腔鏡、面鏡，對(duì)1064nm高透，對(duì)I.4um—2.1um高反；第二腔鏡(7)為平面鏡，偏斜45度鍍膜，對(duì)1064nm高透，對(duì)1.4一2.1um高反，對(duì)2.3um—4um高透;第三-第六腔鏡(8—11)對(duì)1.4一2.1um高反的反射鏡，其中第三腔鏡(8)為曲率800mm的凹面鏡，第四一第六腔鏡(9一11)為平面鏡;諧振腔的第七腔鏡(12)為平面鏡，對(duì)1.4um—2.1um具有10%的透過(guò)率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是所述周期性極化晶體采用MgO: PPLN晶體，所述晶體采用多通道設(shè)計(jì)，共有6-10個(gè)通道。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是所述周期性極化晶體為8個(gè)通道，周期性極化晶體八個(gè)通道的晶體周期分別為:27.9Um;28.29Um;28.7um; 29.16um; 29.66um; 30.19um; 30.81um; 31.52um;通過(guò)步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)的平移改變栗浦源作用在不同周期晶體的通道上，同時(shí)改變晶體的工作溫度，實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)的連續(xù)寬調(diào)諧輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是1064nm皮秒脈沖栗浦源采用光纖1064nm皮秒脈沖激光器或全固態(tài)1064nm皮秒脈沖激光器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是OPO諧振腔采用之字形光折疊腔設(shè)計(jì)，壓縮空間結(jié)構(gòu)，使得激光器結(jié)構(gòu)緊湊。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是OPO諧振腔在1.4um-2.1um全波段鍍膜，使得OPO諧振腔在1.4um-2.1um均可形成振蕩輸出，從而激光器在I.4-4.3um波長(zhǎng)范圍內(nèi)連續(xù)輸出激光。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是激光器同時(shí)輸出兩種波長(zhǎng)的激光，1.4um—2.1um激光從第七腔鏡(12)處經(jīng)過(guò)出光口( 17)輸出，2.Ium—4.3um激光從偏斜45度鍍膜的第二腔鏡經(jīng)過(guò)出光口( 16)輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，其特征是第一至第七七鏡折疊腔結(jié)構(gòu)即由其中的七反射鏡構(gòu)成折疊的六條光路成OPO諧振腔的腔長(zhǎng)，OPO部分空間占據(jù)長(zhǎng)度為0.7±0.1m。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種緊湊結(jié)構(gòu)皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光器，包括1064nm皮秒脈沖泵浦源、光隔離器、聚焦透鏡、多通道周期性極化晶體、晶體溫控爐、步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)、OPO諧振腔、一維平移臺(tái)；1064nm皮秒脈沖泵浦源通過(guò)光隔離器后經(jīng)過(guò)聚焦透鏡，聚焦在周期性極化晶體上；周期性極化晶體放置在一個(gè)精度為0.1℃的晶體溫控爐中；晶體溫控爐放置在一個(gè)步進(jìn)電機(jī)位移平臺(tái)上、調(diào)節(jié)泵浦源進(jìn)入多通道周期性極化晶體的不同通道；從多通道周期性極化晶體輸出的光進(jìn)入OPO諧振腔，OPO諧振腔諧振腔最后一個(gè)腔鏡放置在一個(gè)沿光路方向調(diào)節(jié)的一維平移臺(tái)上，改變諧振腔的光程長(zhǎng)度與泵浦光的重復(fù)頻率相匹配；皮秒脈沖寬調(diào)諧中紅外激光產(chǎn)生方式。
【IPC分類(lèi)】H01S3/108, H01S3/081
【公開(kāi)號(hào)】CN105680309
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610211195
【發(fā)明人】趙剛, 居盼盼, 呂新杰, 李世鳳, 劉奕辰, 李宇昕, 莫其金, 蔣旭東, 祝世寧
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日