激光振荡器

专利2025-12-16  14


本方案涉及激光,具体涉及一种激光振荡器。


背景技术:

1、目前,激光在生活的方方面面中均有很大的用处,包括加工物品和信息检测等。产生激光的激光振荡器一般包括:谐振腔、增益介质和泵浦源。在需要输出线偏振激光的情况下,使用各向异性晶体做为增益介质,就能够直接输出线偏振激光。但是,在需要获得大功率线偏振激光的情况下,需要对各向异性晶体进行大功率泵浦,由于各向异性晶体的理化性质限制,会导致各向异性晶体炸裂损坏。

2、为了减少输出大功率线偏振激光受晶体的理化性质的影响程度,选择使用特殊晶向的各向同性晶体输出线偏振激光。但是,需要选择各向同性晶体的特殊晶向,才能实现输出线偏振激光,选择晶向的过程较为繁琐。

3、相关技术中,为了减少选择各向同性晶体的晶向过程的繁琐度,直接选择普通晶向的各向同性晶体作为增益介质,且在谐振腔内设置检偏器,使各向同性晶体受泵浦后输出的光线能够穿过检偏器。以使用检偏器滤除不符合需求偏振方向的光子,并将符合需求偏振方向的光子输出,实现直接输出线偏振激光。

4、在实现相关技术的过程中,发现相关技术至少存在以下问题:

5、在谐振腔内设置起偏器的情况下,不符合需求偏振方向的光子会从检偏器输出,造成光子从谐振腔中泄露。一方面光子泄露容易引起谐振腔饱和,另一方面导致光的转化效率下降,进而导致激光的产出效率低。


技术实现思路

1、本技术提供的激光振荡器,能够不受晶体的理化性质限制实现对增益介质的大功率泵浦,且无需特殊选择各向同性晶体的晶向,以及提高激光的产出效率。

2、在一些实施例中,提供了一种激光振荡器,包括:谐振腔;光源模块,设置于谐振腔内,光源模块被配置为可输出第一光束,第一光束中包括椭圆偏振光;四分之一波片,设置于谐振腔内,且沿光源模块的光轴方向设置在光源模块的一侧,且四分之一波片与光轴垂直,四分之一波片被配置为将第一光束中的椭圆偏振光转换为目标类型的偏振光,形成第二光束。

3、本公开实施例提供的一种激光振荡器,通过设置四分之一波片,使用四分之一波片调整第一光束内光的s光分量与p光分量的大小,实现将第一光束中的椭圆偏振光转化为目标类型的偏振光,进而形成第二光束。由此,通过四分之一波片可实现将光源模块输出的第一光束转化为第二光束,得到目标类型的偏振光,进而得到目标类型的偏振激光。这样,无需设置检偏器即可实现产生与输出线偏振光等目标类型的偏振光,减少使用检偏器将光源组件生成的不符合需求的光滤除,造成激光的转化效率低的问题,以提高激光的产出效率。

4、可选的,光源模块包括:沿光轴方向依次设置的第一侧泵模块、旋光器和第二侧泵模块;第一侧泵模块被配置为可输出第一子光束;第二侧泵模块被配置为可输出第二子光束;旋光器被配置为对第二子光束的偏振态旋转后,输出至第一侧泵模块,使第一子光束与偏振态旋转后的第二子光束耦合形成第一光束并输出。

5、在该实施例中,第一侧泵模块中的增益介质与第二侧泵模块中的增益介质相互成像,通过在第一侧泵模块和第二侧泵模块之间设置旋光器,使两个增益介质中光场的径向(p光分量方向)和切向(s光分量方向)分量相互调换,这样在两个增益介质中的径向和切向分量之间会引入相反的相位差,从而实现对热致双折射效应的补偿。

6、可选的,第一侧泵模块和第二侧泵模块均为各向同性增益介质侧泵模块。

7、在该实施例中,通过设置各向同性增益介质侧泵模块,以实现使用普通晶向的各向同性晶体输出目标类型的偏振光,减少选择特殊晶向的复杂过程。

8、可选的,旋光器包括90°旋光器。

9、在该实施例中,通过设置90°旋光器,以将第一侧泵模块输出的第一子光束与第二侧泵模块输出的第二子光束的径向和切向分量之间引入相反的相位差,从而实现对热致双折射效应的补偿,减少热致双折射效应带来的对第一光束的影响问题。

10、可选的,目标类型的偏振光包括线偏振光;激光振荡器还包括:滤光件,沿光轴方向,滤光件与四分之一波片分设在光源模块相对的两侧,使第二光束途径光源模块后,穿过滤光件;滤光件被配置为可透射线偏振光。

11、在该实施例中,通过设置滤光件,以实现使用滤光件透射线偏振光,进而使谐振腔能够输出线偏振光,以得到目标类型的偏振光。

12、可选的,滤光件包括布儒斯特偏振片。

13、在该实施例中,通过设置布儒斯特偏振片,以透射线偏振光,即透射第二光束中符合目标偏振方向的光,以输出线偏振激光。且实现滤除第二光束中不符合目标偏振方向的光,减少不符合目标偏振方向的偏振光被谐振腔输出,提高谐振腔输出的激光光束质量。并且,可以通过检测滤光件滤除第二光束中不符合目标偏振方向的光的量,确定四分之一波片对第一光束内椭圆偏振光的转换效果,以便于调整四分之一波片,改善对第一光束内椭圆偏振光转换效果。

14、可选的,目标类型的偏振光包括圆偏振光;激光振荡器还包括:偏振分光棱镜,沿光轴方向,偏振分光棱镜设置于谐振腔的出光口,偏振分光棱镜被配置为可将谐振腔输出的第二光束拆解为两个正交的偏振光分量。

15、在该实施例中,通过设置偏振分光棱镜,以使用偏振分光棱镜将第二光束拆解为两个正交的偏振光分量,即为将第二光束拆解为s光分量与p光分量,通过比较s光分量与p光分量的大小,验证第二光束是否为圆偏振光。以便于根据s光分量与p光分量的大小,调节四分之一波片的角度,进而改变s光分量与p光分量的大小,使第二光束为圆偏振光。

16、可选的,激光振荡器还包括:q开关组件,包括第一q开关和第二q开关,且第一q开关与第二q开关正交设置;q开关组件被配置为可调制第二光束。

17、在该实施例中,通过设置q开关组件,以对第二光束进行调制后,形成能够脉冲输出的激光,提高激光振荡器的实用性。具体地,通过设置正交设置的第一q开关与第二q开关,以增加设置q开关带来的消光比,进而增加谐振腔内的光损耗,提高脉冲激光的输出效率。

18、可选地,谐振腔包括:沿光轴方向依次设置的反射镜和输出镜。反射镜被配置为可反射第二光束。输出镜被配置为可部分透射与部分反射第二光束。其中,沿所述光轴方向,反射镜、四分之一波片、光源模块和输出镜依次设置。

19、在该实施例中,通过设置反射镜和输出镜,以形成谐振腔,供第二光束在反射镜和输出镜之间振荡,以形成激光。并且,通过输出镜输出部分第二光束,以输出激光。

20、可选的,激光振荡器还包括:第一透膜,设置于输出镜的进光侧;第二透膜,第二透膜分别设置于四分之一波片的两侧以及光源模块中至少一个器件;第二透膜的透射率大于第一透膜的透射率。

21、在该实施例中,通过在输出镜的进光侧设置第一透膜,且限制第一透膜的透射率,以使输出镜实现透射第二光束中的部分光,以及反射第二光束中剩余部分的光。通过在四分之一波片的两侧以及所述光源模块中至少一个器件设置第二透膜,以提高四分之一波片以及光源模块中至少一个器件的透光度,减少第一光束和第二光束在穿过四分之一波片以及光源模块时产生的光损耗量,提高激光转化率。


技术特征:

1.一种激光振荡器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的激光振荡器,其特征在于,所述光源模块(30)包括:

3.根据权利要求2所述的激光振荡器,其特征在于,

4.根据权利要求2所述的激光振荡器,其特征在于,

5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光振荡器,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的激光振荡器,其特征在于,

7.根据权利要求1至4中任一项所述的激光振荡器,其特征在于,

8.根据权利要求1至4中任一项所述的激光振荡器,其特征在于,还包括:

9.根据权利要求1至4中任一项所述的激光振荡器,其特征在于,所述谐振腔包括:

10.根据权利要求9所述的激光振荡器,其特征在于,还包括:


技术总结
本申请涉及激光技术领域,具体涉及一种激光振荡器,包括谐振腔;光源模块,设置于所述谐振腔内,所述光源模块被配置为可输出第一光束,所述第一光束中包括椭圆偏振光;四分之一波片,设置于所述谐振腔内,且沿所述光源模块的光轴方向设置在所述光源模块的一侧,且所述四分之一波片与所述光轴垂直,所述四分之一波片被配置为将所述第一光束中的椭圆偏振光转换为目标类型的偏振光,形成第二光束。本申请提供的激光振荡器,能够不受晶体的理化性质限制实现对增益介质的大功率泵浦,且无需特殊选择各向同性晶体的晶向,以及提高激光的产出效率。

技术研发人员:王巍,张四维,沈建平,朱天瑜,翟瑞占,贾中青,赵坤,刘民哲
受保护的技术使用者:山东省科学院激光研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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