一种单频环行谐振腔激光器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 205693130 U(45)授权公告日 2016.11.16

(21)申请号 201620589935.2(22)申请日 2016.06.17

(73)专利权人 福州高意光学有限公司

地址 350001 福建省福州市晋安区福新东

路253号中航技工业小区(72)发明人 吴砺　孙正国　贺坤　黄宏　(74)专利代理机构 北京市炜衡律师事务所

11375

代理人 叶俏燕(51)Int.Cl.

H01S 3/083(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种单频环行谐振腔激光器

(57)摘要

本实用新型涉及一种单频环行谐振腔激光器。包括LD泵浦光源，准直器聚焦系统和环行谐振腔，其特征在于所述环行谐振腔包括对称一端带高反射膜一端带对称双楔角的激光增益介质，1/2波片和法拉第旋转片。LD泵浦光源通过准直聚焦，从平面端面聚焦在增益介质中，增益介质受激产生的光，经过1/2波片，形成线偏振光，并入射到法拉第旋转片平面端，所述法拉第旋转片在磁场的作用下最终实现激光器的环形单向输出。本实用新型的优点在于结构简单、合理，制造成本低，适宜大规模生产，且能通过使用不同晶体材料实现可选波长激光输出。CN 205693130 UCN 205693130 U

权　利　要　求　书

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1.一种单频环行谐振腔激光器，包括LD泵浦光源，准直器聚焦系统和环形谐振腔，其特征在于：所述环形谐振腔包括对称双楔角激光增益介质，1/2波片和法拉第旋转片，LD泵浦光源通过准直聚焦，从平面端面聚焦在增益介质中，增益介质受激产生的光，经过1/2波片，形成线偏振光，并入射到法拉第旋转片平面端，所述法拉第旋转片在磁场的作用下最终实现激光器的环形单向输出。

2.如权利要求1所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述偏振光入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下允许偏振光入射进入到旋转片直到球面端，入射到所述旋转片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并从旋转片平面端出射，从旋转片平面出射的激光经过1/2波片，偏振方向旋转，入射到增益介质的楔角面后折射进入增益介质直到其平面端，此后又被反射从增益介质的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下，不允许该偏振光通过，使其反射回增益介质从而形成环行光路。

3.如权利要求1所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述偏振光入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下不允许偏振光入射进入到旋转片直到球面端，而使其被反射经过1/2波片，偏振方向旋转，入射到增益介质的楔角面后折射进入增益介质直到其平面端，此后又被反射从增益介质的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下，允许该激光入射进入到旋转片直到球面端，入射到所述旋转片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并从旋转片平面端出射返回增益介质，从而形成环形光路。

4.如权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述增益介质为Nd:YAG。

5.如权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述增益介质为Nd:YVO4。

6.如权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述增益介质为Pr:YLF 。

7.权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述法拉第旋转片所在磁场由永磁场提供。

8.如权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述法拉第旋转片所在磁场由电磁场提供。

9.如权利要求1至3任一所述单频环行谐振腔激光器，其特征在于：所述增益介质平面端面镀膜，该膜层对泵浦光源具有高透过率。

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一种单频环行谐振腔激光器

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技术领域

[0001]本实用新型涉及一种激光器，尤其是指一种单频环行谐振腔激光器。

背景技术

[0002]环行谐振腔激光器由于具有功率高、噪声低和频率特性好的特点，其在高精度激光测量、精度光谱学、频率计量及相干信息处理等领域得到了广泛的应用。同时，由于环行谐振腔激光器结构紧凑、简单，尺寸较小且易于集成，其已经取代了法布里谐振腔被应用在单片集成光学系统中。环行行波谐振腔激光器的另外一个特点在于在保持较大功率的同时实现单频单向激光输出。目前多数激光器以声光调制器作为单向器的环行谐振腔激光器，输出功率较低，这限制了该类激光器的应用。发明内容

[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种单频环行谐振腔激光器。[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：[0005]一种单频环行谐振腔激光器，包括LD泵浦光源，准直器聚焦系统和环形谐振腔，其特征在于所述环形谐振腔包括一端带高反射膜一端带对称双楔角的激光增益介质，1/2波片和法拉第旋转片，LD泵浦光源通过准直聚焦，从平面端面聚焦在增益介质中，增益介质受激产生的光，经过1/2波片，形成线偏振光，并入射到法拉第旋转片平面端，所述法拉第旋转片在磁场的作用下选择性截止一定偏振方向的激光最终实现激光器的环形单向输出。[0006]在上述技术方案基础上进一步的技术方案是：[0007]所述偏振光入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下允许偏振光入射进入到旋转片直到球面端，入射到所述旋转片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并从旋转片平面端出射，从旋转片平面出射的激光经过1/2波片，偏振方向旋转，入射到增益介质的楔角面后折射进入增益介质直到其平面端，此后又被反射从增益介质的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下，不允许该偏振光通过，使其反射回增益介质从而形成环行光路。[0008]所述偏振光入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下不允许偏振光入射进入到旋转片直到球面端，而使其被反射经过1/2波片，偏振方向旋转，入射到增益介质的楔角面后折射进入增益介质直到其平面端，此后又被反射从增益介质的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片平面端，法拉第旋转片在磁场作用下，允许该激光入射进入到旋转片直到球面端，入射到所述旋转片球面端的激光一部分出射，一部分被反射并从旋转片平面端出射返回增益介质，从而形成环形光路。[0009]所述增益介质为Nd:YAG。[0010]所述增益介质为Nd:YVO4。[0011]所述增益介质为Pr:YLF。

[0012]所述法拉第旋转片所在磁场由永磁场提供。

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所述法拉第旋转片所在磁场由电磁场提供。

[0014]所述增益介质平面端面镀膜，该膜层对泵浦光源具有高透过率。[0015]本实用新型的突出的实质性特点和显著的进步是结构简单、合理，制造成本低，适宜大规模生产，且能通过使用不同晶体材料实现可选波长激光输出。附图说明

[0016]下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。[0017]图1是环行谐振腔激光器单向输出结构图。

[0018]图2是环行谐振腔激光器反向单向输出结构图。

[0019]图3是以Pr: YLF晶体为增益介质的环行谐振腔激光器工作示意图。[0020]图4是以Nd:YVO4晶体为增益介质的环行谐振腔激光器工作示意图。

具体实施方式

[0021]下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。[0022]本实用新型的单频环行谐振腔激光器，包括LD泵浦光源，准直器聚焦系统和环形谐振腔，其特征在于所述环形谐振腔包括对称双楔角激光增益介质，1/2波片和法拉第旋转片，LD泵浦光源通过准直聚焦，从平面端面聚焦在增益介质中，增益介质受激产生的光，经过1/2波片，形成线偏振光，并入射到法拉第旋转片平面端，所述法拉第旋转片在磁场的作用下最终实现激光器的环形单向输出。该激光器结构简单、合理，制造成本低，适宜大规模生产，且能通过使用不同晶体材料实现可选波长激光输出。[0023]具体的，LD泵浦光源通过准直聚焦，从平面端面聚焦在增如图1所示的实施例一，益介质101中，增益介质101由Nd:YAG材料构成，其中平面端面镀膜，该膜层对泵浦光源具有高透过率。从增益介质受激产生的光，经过1/2波片103，形成线偏振光，并入射到法拉第旋转片102平面端。法拉第旋转片102在磁场作用下允许偏振光入射进入到旋转片102直到球面端，该磁场由永磁场或电磁场提供。此时，入射到旋转片102球面端的激光，90%被球面端的镀膜反射，并从旋转片102平面端出射。 从旋转片102平面端出射的激光经过1/2波片103，偏振方向改变，在入射到增益介质101的楔角面后折射进入增益介质101直到其平面端。到达增益介质101平面端的激光，被表面所镀对应波长范围的高反射率膜反射，并从增益介质101的另一楔角面出射。激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片102平面端。法拉第旋转片102在磁场作用下，不允许该偏振光通过，使其反射回增益介质101从而形成环行光路。即使有少量光能进入，其也将被旋转片102球面端所镀的高反射率膜反射，而不能从旋转片射出，从而保证了环行谐振腔激光器的单向输出。[0024]如图2所示的实施例二，与实施例一不同的是，该实施例中法拉第旋转片202的磁光效应不同，当偏振光入射到法拉第旋转片202平面端时，法拉第旋转片202在磁场作用下不允许偏振光入射进入到旋转片202直到球面端，而使其被反射经过1/2波片203，偏振方向旋转，入射到增益介质201的楔角面后折射进入增益介质201直到其平面端，此后又被反射从增益介质201的另一楔角面出射，激光在另一楔角面折射后经过空气入射到法拉第旋转片202平面端，法拉第旋转片202在磁场作用下，允许该激光入射进入到旋转片202直到球面端，入射到所述旋转片202球面端的激光一部分出射，一部分被反射并从旋转片202平面端

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出射返回增益介质201，从而形成环形光路。[0025]如图3所示的实施例三，与实施例一不同的是，增益介质301由由Pr: YLF晶体构成，由于激光的起偏作用不同，使得到达1/2的激光偏振状态，最终出射光的偏振方向也不相同。

[0026]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

图3

图4

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