一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器

专利2025-04-01  8


本发明属于激光器,具体涉及一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器。


背景技术:

1、对于双波长自由切换固体激光器,发明人不断地进行深入研究,并在公开号为cn114122881a的发明专利中公开了一种双波长同轴可控切换输出的激光系统,该技术方案使两种波长的激光共用一个折叠式谐振腔,并在腔外设置了电动挡片结构,通过选择性遮挡激光光路,实现输出激光波长切换,同时提高了激光器的结构紧凑性。

2、上述技术方案在实际使用过程中,发明人发现其存在如下缺陷:

3、(1)两种波长的激光共用一个谐振腔,这对于其中一种波长的激光来说,其谐振腔的长度无法单独调整。

4、(2)两种波长的激光在同一谐振腔内振荡,存在一定的干扰,导致激光器不稳定。

5、(3)两种波长的激光共用一个谐振腔,谐振腔的前后两个腔镜对于光的透过率的设计需要充分考虑两种波长,很难做到使每一种波长的激光都获得最佳透过率。

6、(4)电动挡片设置在谐振腔之外,挡片长时间受激光照射,容易被激光烧蚀至损坏。


技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的不足,提供一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器。

2、要解决上述技术问题,本发明的技术方案为:

3、一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:由全反镜、四分之一波片、dkdp晶体电光调q开关、ld侧面泵浦nd:yag晶体模块、45°反射镜ⅰ、偏振分光棱镜、λ1输出镜ⅰ、45°反射镜ⅲ和合束镜依次顺序设置构成光路a,全反镜与λ1输出镜ⅰ为组成谐振腔a的两端腔镜;

4、由全反镜、四分之一波片、dkdp晶体电光调q开关、ld侧面泵浦nd:yag晶体模块、45°反射镜ⅰ、偏振分光棱镜、45°反射镜ⅱ、λ1输出镜ⅱ、光参量振荡器、滤光片和合束镜依次顺序设置构成光路b,全反镜与λ1输出镜ⅱ为组成谐振腔b的两端腔镜;

5、全反镜、四分之一波片、dkdp晶体电光调q开关、ld侧面泵浦nd:yag晶体模块、45°反射镜ⅰ、偏振分光棱镜为光路a和光路b的共用器件;

6、合束镜上镀有使中心波长为λ1的光高反、使中心波长为λ2的光高透的膜;ld侧面泵浦nd:yag晶体模块用于产生中心波长为λ1的基频光;偏振分光棱镜把入射的非偏振光分成两束垂直的线偏光,一束线偏振光向λ1输出镜ⅰ传播,另一束线偏振光向45°反射镜ⅱ传播;光参量振荡器用于利用中心波长为λ1的基频光产生中心波长为λ2的激光;滤光片用于滤除波长为λ1的激光;dkdp晶体电光调q开关配备有电光调q驱动模块;

7、光路a输出的是中心波长为λ1的激光,光路b输出的是中心波长为λ2的激光,通过合束镜中心波长为λ1的激光与中心波长为λ2的激光同轴输出;

8、当挡光片处于第一位置状态时,挡光片遮挡在光路b中的45°反射镜ⅱ与λ1输出镜ⅱ之间,使光路b断开,同时光路a保持畅通,在光路a中产生振荡,输出中心波长为λ1的激光;

9、当挡光片处于第二位置状态时,挡光片遮挡在光路a中的偏振分光棱镜与λ1输出镜ⅰ之间,使光路a断开,同时光路b保持畅通,在光路b中产生振荡,输出中心波长为λ2的激光;

10、挡光片与电机的输出轴相连,根据电磁铁原理,控制器通过控制电机的动作来控制挡光片的位置状态。

11、进一步地,所述λ1为1064 nm,所述λ2为1570 nm。

12、进一步地,所述挡光片与电机的输出轴固定连接,挡光片包括第一挡片和第二挡片,第一挡片和第二挡片二者绕电机的输出轴呈90°夹角圆周阵列。

13、进一步地,所述光参量振荡器前后镀膜,面向λ1输出镜ⅱ的入光口镀有使中心波长为λ1的光高透、使中心波长为λ2的光高反的膜;面向滤光片的出光口镀有使中心波长为λ2的光部分透过的介质膜,透过率40%、使中心波长为λ1的光高反的膜。

14、进一步地,所述光参量振荡器使用ktp晶体实现非线性光学频率变换。

15、进一步地,还包括红光源,红光源用于指示经合束镜后输出的激光路径。

16、本发明可以达到的有益效果为:

17、(1)本技术方案采用偏振分光棱镜将中心波长为λ1的基频光分成两束垂直的线偏光,一束线偏振光向λ1输出镜ⅰ传播;另一束线偏振光向45°反射镜ⅱ传播,并经光参量振荡器产生波长为λ2的光;两种波长的光在共用全反镜、四分之一波片、dkdp晶体电光调q开关、ld侧面泵浦nd:yag晶体模块、45°反射镜ⅰ、偏振分光棱镜的同时,分别拥有者不同的谐振腔,即全反镜与λ1输出镜ⅰ为组成谐振腔a的两端腔镜,全反镜与λ1输出镜ⅱ为组成谐振腔b的两端腔镜;如此,两个谐振腔的长度可以分别设计或调整。

18、(2)两个谐振腔输出镜分别为λ1输出镜ⅰ和λ1输出镜ⅱ,可以根据相对应的激光波长分别进行最佳透过率设计。

19、(3)挡光片设置在谐振腔内部,当其阻挡光路a或光路b时,相应光路上的激光振荡条件被破坏,无法形成激光,另一条光路激光振荡条件构成,形成激光。故而,在谐振腔中只存在一种波长的光振荡,激光器运行稳定。

20、(4)挡光片设置在谐振腔内部,破坏被遮挡光路的振荡条件,相应光路无法形成激光,通过改变激光传输路径,从根本上解决了现有技术中挡光片容易被激光烧蚀致坏的技术问题。

21、(5)无需改变任何光学器件的位置,仅通过电磁开关控制挡光片就可以控制波长切换,不需要很高的精度,降低设备故障率。



技术特征:

1.一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:由全反镜(1)、四分之一波片(2)、dkdp晶体电光调q开关(3)、ld侧面泵浦nd:yag晶体模块(4)、45°反射镜ⅰ(5)、偏振分光棱镜(6)、λ1输出镜ⅰ(7)、45°反射镜ⅲ(15)和合束镜(16)依次顺序设置构成光路a,全反镜(1)与λ1输出镜ⅰ(7)为组成谐振腔a的两端腔镜;

2.根据权利要求1所述的基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:所述λ1为1064 nm,所述λ2为1570 nm。

3.根据权利要求1所述的基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:所述挡光片(9)与电机(10)的输出轴固定连接,挡光片(9)包括第一挡片(901)和第二挡片(902),第一挡片(901)和第二挡片(902)二者绕电机(10)的输出轴呈90°夹角圆周阵列。

4.根据权利要求1所述的基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:所述光参量振荡器(12)前后镀膜,面向λ1输出镜ⅱ(11)的入光口镀有使中心波长为λ1的光高透、使中心波长为λ2的光高反的膜;面向滤光片(13)的出光口镀有使中心波长为λ2的光部分透过的介质膜,透过率40%、使中心波长为λ1的光高反的膜。

5.根据权利要求1所述的基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:所述光参量振荡器(12)使用ktp晶体实现非线性光学频率变换。

6.根据权利要求1所述的基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,其特征是:还包括红光源(14),红光源(14)用于指示经合束镜(16)后输出的激光路径。


技术总结
本发明属于激光器技术领域,具体涉及一种基于光参量振荡技术的同轴可切换输出双波长激光器,包括光路A和光路B,光路A和光路B共用全反镜、四分之一波片、DKDP晶体电光调Q开关、LD侧面泵浦Nd:YAG晶体模块、45°反射镜Ⅰ和偏振分光棱镜,光路A输出波长为λ1的激光,光路B输出波长为λ2的激光,且两种波长的激光同轴;当挡光片处于第一位置状态时,光路B断开,阻止该光路中有激光形成,光路A保持畅通;当挡光片处于第二位置状态时,使光路A断开,阻止该光路中有激光形成,同时光路B保持畅通;通过控制器控制电机的动作来控制挡光片的位置状态,不需要很高的精度,降低设备故障率;本技术方案的激光器运行稳定。

技术研发人员:王小磊,张超逸,张延鲁,成巍,马新强,范胜颖,任远,王靖雯,戈海龙,李文龙
受保护的技术使用者:齐鲁工业大学(山东省科学院)
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1817969.html

最新回复(0)