专利名称：自调节谐振腔及具有该谐振腔的再生激光放大器的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种自调节谐振腔及具有该谐振腔的激光
O
背景技术：
谐振器是激光器的必要组成部分，其通常包括两个分别位于谐振腔光路两端的端谐振腔镜、一个位于两个端谐振腔镜光路之间的增益介质以及至少一个位于两个端谐振腔镜光路之间的反射腔镜。根据增益介质在谐振腔中所处的位置，将谐振腔分为两类，第一类为增益介质设置在靠近其中一个端谐振腔镜的光路中，第二类为增益介质设置在两个反射腔镜光路之间。现有技术中针对第二类谐振腔的调节通常都需要借助外部的氦氖激光器来调节，在一些条件不充分的外场，很难获得氦氖激光器，所以不能随时进行调节，使谐振腔调节受到很多使用场合的限制。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种自调节的谐振腔，其无需借助外部激光器即可准确快速地调整谐振腔中各腔镜的位置，避免了使用场合的限制，提高了使用便利性。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种再生激光放大器，其无需借助外部激光器即可准确快速地调整再生激光放大器中的各腔镜位置，避免了使用场合的限制，提高了使用便利性。为解决上述第一个技术问题，本发明提供一种自调节谐振腔，包括一个第一端谐振腔镜、至少两个反射腔镜、一个增益介质以及一个第二端谐振腔镜，所述第一端谐振腔镜和所述第二端谐振腔镜分别设置在谐振腔的光路两端，所述两个反射腔镜都设置在所述第一端谐振腔镜与所述第二端谐振腔镜之间并沿着光路依次排布，所述增益介质设置在两个反射腔镜光路之间。该谐振腔还包括一信号光增益介质和一具有部分光透过率的信号光输出镜，所述信号光输出镜可分离地设置在谐振腔内第一端谐振腔镜与靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜光路之间，所述信号光增益介质可分离地设置在所述信号光输出镜与所述第一端谐振腔镜之间，且所述信号光输出镜、所述信号光增益介质和所述第一端谐振腔镜位于同一光轴上。所述自调节谐振腔进一步包括一个联动装置，所述信号光输出镜和所述信号光增益介质在所述联动装置的作用下移进或移出所述谐振腔。进一步地，所述信号光输出镜和所述信号光增益介质移进所述谐振腔内时，其与所述第一端谐振腔镜形成基准光谐振腔，外部泵浦光经过所述第一端谐振腔镜进入所述基准光谐振腔产生振荡，由所述信号光输出镜输出基准激光到所述反射腔镜。进一步地，所述信号光增益介质为激光晶体或陶瓷。进一步地，所述反射腔镜为多个，且多个反射腔镜形成的光路使光线在谐振腔中
3经多次折转。进一步地，所述反射腔镜为平面反射镜片或凹面反射镜片。为解决上述第二个技术问题，本发明提供一种再生激光放大器，包括一个第一偏振片、一个第一波片、一个电光晶体、一个反射镜、一个法拉第磁光隔离器、一个第二波片、 一个第二偏振片以及一个种子源，所述第一波片和所述反射镜分别设置在所述第一偏振片的两侧，所述电光晶体设置在所述第一波片的远离所述第一偏振片的一侧，所述法拉第磁光隔离器设置在所述反射镜的远离所述第一偏振片的一侧，所述第二波片设置在所述法拉第磁光隔离器的远离所述反射镜的一侧，所述第二偏振片设置在所述第二波片的远离所述法拉第磁光隔离器的一侧，所述种子源设置在所述第二偏振片的远离所述第二波片的一侧。所述再生激光放大器还包括上述谐振腔，且所述第一偏振片、所述第一波片和所述电光晶体均设置在所述谐振腔中并位于所述第二端谐振腔镜与最靠近所述第二端谐振腔镜的反射腔镜之间。进一步地，所述第一波片为1/4波片。进一步地，所述第二波片为1/4波片。进一步地，所述电光晶体为BBO电光晶体。本发明的有益技术效果在于本发明的谐振腔中可拆卸地设置有一信号光增益介质和一信号光输出镜，该信号光增益介质和信号光输出镜在谐振腔需要调节时放入谐振腔中，与谐振腔内的端谐振腔镜一起组成一个基准光谐振腔，该基准光谐振腔在泵浦光的作用下输出一基准激光，利用该基准激光来调节腔镜，使得谐振腔无需借助外部的氦氖激光器即可实现其自身调节，从而避免了使用场合的限制，提高了使用便利性。
图1为本发明的谐振腔的调节状态的结构示意图(图中实心箭头和空心箭头分别表示往、返光线的方向)；图2为图1所示谐振腔应用在端面泵浦Nd:GdV04再生激光放大器上的结构示意图(图中实心箭头和空心箭头分别表示往、返光线的方向)。
具体实施例方式参阅图1，该自调节谐振腔包括一个第一端谐振腔镜11、一个增益介质12、至少两个反射腔镜、一个信号光输出镜21、一个信号光增益介质22、以及一个第二端谐振腔镜 16。第一端谐振腔镜11和第二端谐振腔镜16分别设置在谐振腔的光路两端。反射腔镜可为平面全反射镜片，在本实施例中，反射腔镜为三个，分别为第一反射腔镜13、第二反射腔镜14和第三反射腔镜15，其设置在第一端谐振腔镜11与第二端谐振腔镜16之间并沿着光路依次排布，且该三个反射腔镜不在同一光轴上，其形成的光路使光线在谐振腔中经多次折转，其中，所述第一反射腔镜13与所述第三反射腔镜15并列设置在所述增益介质12 的一侧，所述第二反射腔镜14设置在所述增益介质12的另一侧，以使谐振腔的结构更加紧凑，进而缩短谐振腔的长度。增益介质12设置在反射腔镜13和反射镜14之间。所述信号光输出镜21安装在谐振腔光路内并位于第一端谐振腔镜11与最靠近第一端谐振腔镜11的第一反射腔镜13光路之间，所述信号光增益介质22安装在所述信号光输出镜21与所述第一端谐振腔镜11之间，且信号光输出镜21、信号光增益介质22和第一端谐振腔镜11位于同一光轴上。信号光输出镜21和信号光增益介质22与谐振腔均采用可分离方式连接。所述自调节谐振腔还包括一个联动装置(图未示)，信号光输出镜21和信号光增益介质22在所述联动装置的作用下移进或移出谐振腔。该谐振腔在调节时，以第一端谐振腔镜11作为输入镜，使第一端谐振腔镜11与信号光增益介质22、信号光输出镜21 —起构成一基准光谐振腔(未标示)，外部泵浦光3经过第一端谐振腔镜11进入基准光谐振腔产生振荡，由信号光输出镜21输出一束基准激光， 以该基准激光作为准直光依次调节第一反射腔镜13、第二反射腔镜14、第三反射腔镜15的位置，包括左右位置和俯仰角度，以保证信号光经过光学元件后的高度一致，以此类推，直至第二端谐振腔镜16的位置调整完毕，使信号光能够原路返回，此时撤掉光路中加入的信号光输出镜21和信号光增益介质22，即完成谐振腔的调节。参阅图2，该端面泵浦Nd:GdV04再生激光放大器包括第一偏振片101、第一波片 102、电光晶体103、反射镜104、法拉第磁光隔离器105、第二波片106、第二偏振片107、种子源108以及上述谐振腔。其中，第一波片102优选为1/4波片，第二波片106也优选为1/4 波片，电光晶体103优选BBO电光晶体。第一波片102和反射镜104分别设置在第一偏振片101的光路两侧，电光晶体103设置在第一波片102的远离第一偏振片101的光路一侧， 法拉第磁光隔离器105设置在反射镜104的远离第一偏振片101的光路一侧，第二波片106 设置在法拉第磁光隔离器105的远离反射镜104的光路一侧，第二偏振片107设置在第二波片106的远离法拉第磁光隔离器105的光路一侧，种子源108设置在第二偏振片107的远离第二波片106的光路一侧，第一偏振片101、第一波片102和电光晶体103均设置在谐振腔的光路中并位于第二端谐振腔镜16与最靠近第二端谐振腔镜16的反射腔镜15光路之间。该端面泵浦Nd:GdV04再生激光放大器的的调节方法如下将信号光增益介质22 安装在谐振腔内并位于第一端谐振腔镜11与最靠近第一端谐振腔镜11的反射腔镜13之间，将信号光输出镜21安装在信号光增益介质22的远离第一端谐振腔镜11的一侧。使端谐振腔镜11、信号光增益介质22和信号光输出镜21位于同一光轴上，三者构成一基准光谐振腔，该基准光谐振腔在泵浦光3的作用下输出一个基准激光，外部泵浦光3经过第一端谐振腔镜11进入基准光谐振腔产生振荡，由信号光输出镜21输出一束基准激光，依次调节反射腔镜13、增益介质12、反射腔镜14、反射腔镜15、第一偏振片101、第一波片102、电光晶体103，使其垂直入射以上光学元件，调节第二端谐振腔镜16使第一偏振片101处信号光的反射光点与入射光点重合，旋转第一波片102，在第一偏振片101的透射方向即可获得激光输出，第一偏振片101输出的激光经反射镜104反射后，进入法拉第磁光隔离器105、第二波片106以及第二偏振片107，然后与种子源108发出的种子光调整重合，则可获得再生皮秒激光输出。最后，撤掉光路中加入的信号光输出镜21和信号光增益介质22，即完成激光器的调节。以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种自调节谐振腔，包括一个第一端谐振腔镜、至少两个反射腔镜、一个增益介质以及一个第二端谐振腔镜，所述第一端谐振腔镜和所述第二端谐振腔镜分别设置在谐振腔的光路两端，所述两个反射腔镜都设置在所述第一端谐振腔镜与所述第二端谐振腔镜之间并沿着光路依次排布，所述增益介质设置在两个反射腔镜光路之间，其特征在于，该谐振腔还包括一个信号光增益介质和一个具有部分光透过率的信号光输出镜，所述信号光输出镜可分离地设置在谐振腔内第一端谐振腔镜与靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜光路之间， 所述信号光增益介质可分离地设置在所述信号光输出镜与所述第一端谐振腔镜之间，且所述信号光输出镜、所述信号光增益介质和所述第一端谐振腔镜位于同一光轴上。
2.如权利要求1所述的自调节谐振腔，其特征在于，所述自调节谐振腔进一步包括一个联动装置，所述信号光输出镜和所述信号光增益介质在所述联动装置的作用下移进或移出所述谐振腔。
3.如权利要求1所述的自调节谐振腔，其特征在于，所述信号光输出镜和所述信号光增益介质移进所述谐振腔内时，其与所述第一端谐振腔镜形成基准光谐振腔，外部泵浦光经过所述第一端谐振腔镜进入所述基准光谐振腔产生振荡，由所述信号光输出镜输出基准激光到所述反射腔镜。
4.如权利要求1所述的自调节谐振腔，其特征在于，所述信号光增益介质为激光晶体或陶瓷。
5.如权利要求1所述的自调节谐振腔，其特征在于，所述反射腔镜为多个，且多个反射腔镜形成的光路使光线在谐振腔中经多次折转。
6.如权利要求1所述的自调节谐振腔，其特征在于，所述反射腔镜为平面反射镜片或凹面反射镜片。
7.—种再生激光放大器，包括一个第一偏振片、一个第一波片、一个电光晶体、一个反射镜、一个法拉第磁光隔离器、一个第二波片、一个第二偏振片以及一个种子源，所述第一波片和所述反射镜分别设置在所述第一偏振片的两侧，所述电光晶体设置在所述第一波片的远离所述第一偏振片的一侧，所述法拉第磁光隔离器设置在所述反射镜的远离所述第一偏振片的一侧，所述第二波片设置在所述法拉第磁光隔离器的远离所述反射镜的一侧， 所述第二偏振片设置在所述第二波片的远离所述法拉第磁光隔离器的一侧，所述种子源设置在所述第二偏振片的远离所述第二波片的一侧，其特征在于，所述再生激光放大器还包括如权利要求1-4中任意一项所述的谐振腔，且所述第一偏振片、所述第一波片和所述电光晶体均设置在所述谐振腔中并位于所述第二端谐振腔镜与最靠近所述第二端谐振腔镜的反射腔镜之间。
8.如权利要求7所述的再生激光放大器，其特征在于，所述第一波片为1/4波片。
9.如权利要求7所述的再生激光放大器，其特征在于，所述第二波片为1/4波片。
10.如权利要求7所述的再生激光放大器，其特征在于，所述电光晶体为BBO电光晶体。
全文摘要
本发明涉及一种自调节谐振腔及具有该谐振腔的再生激光放大器。该自调节谐振腔包括一个第一端谐振腔镜、至少两个反射腔镜、一个增益介质、一个第二端谐振腔镜、一个信号光增益介质以及一个信号光输出镜，所述信号光输出镜可分离地设置在谐振腔内第一端谐振腔镜与靠近第一端谐振腔镜的反射腔镜光路之间，所述信号光增益介质可分离地设置在所述信号光输出镜与所述第一端谐振腔镜之间。该再生激光放大器包括一个第一偏振片、一个第一波片、一个电光晶体、一个反射镜、一个法拉第磁光隔离器、一个第二波片、一个第二偏振片、一个种子源以及上述谐振腔。该谐振腔无需借助外部的氦氖激光器即可实现其自身调节，克服了使用场合的限制，使用方便。
文档编号H01S3/086GK102570259SQ20111010347
公开日2012年7月11日 申请日期2011年4月25日 优先权日2011年2月25日
发明者樊仲维, 闫莹 申请人:北京国科世纪激光技术有限公司