基于三角锥反射器的单频固体激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固体激光器，特别是一种基于三角锥反射器的单频固体激光器。
【背景技术】
[0002]产生频率稳定的单频或者多频相干激光辐射的固体激光器一直是光电子技术领域的研究重点之一。1985年美国的Kane和Byer发明了单块非平面环形腔单频固体激光器(文南犬 1:T.J.Kane, R.L.Byer, "Monolithic, unidirect1nal single-mode Nd: YAG ringlaser' Opt.Lett.，Vol.10，N0.2，P65-67，1985)，该激光器仅由一块激光晶体构成，通过半导体激光器栗浦。相比较其他分立光学元件的激光器，这种结构可以得到稳定性极好的单频激光，世界各国争相效仿。但其不足是:整个激光谐振腔是单块晶体的结构，要实现频率调谐只能采用(I)温度调谐，或者(2)依靠压电陶瓷使晶体发生形变调谐，难以实现线性可调。2001年吴克瑛等人发明了角锥棱镜非平面单向行波环形腔单频固体激光器(文南犬 2:K.Y.ffu, S.H.Yang, G.H.Wei, 〃The non-planar single-frequency ring laser withvariable output coupling", Opt.Commu.Vol.203, P323-326, 2002)，由角维棱镜和对称式直角棱镜或倾斜式直角棱镜组成，巧妙地利用四面体光学棱镜的特点，成功实现了单频激光输出，但是缺点是:所用直角棱镜结构参数特殊，不同栗浦位置处振荡激光的光程不一样，激光器很难得到频率特性优良的单频激光；磁场施加在增益介质直角棱镜上，导致激光器难以实现线偏振光输出。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是一种基于三角锥反射器的单频固体激光器，
[0004](I)将增益介质的结构设计成梯形，使整个激光器环形光路的总光程保持不变，大大提尚了单频激光的频率特性；
[0005](2)使用旋光玻璃或旋光晶体制作三角锥反射器，并在三角锥反射器空间施加，使激光器可以输出线偏振光。
[0006]本发明目的由以下技术方案实现:
[0007]—种基于三角锥反射器的单频固体激光器，其特点在于:由三角锥反射器、直角梯形增益介质和永磁体构成，所述的三角锥反射器的对称面和直角梯形增益介质(2)的对场对称面共面，所述的直角梯形增益介质的斜边与长底边的夹角为α，α大于激光在增益介质的全内反射临界角，所述的三角锥反射器的底边与直角梯形增益介质的斜边平行，所述的三角锥反射器的底边长度大于所述的直角梯形增益介质的斜边长度，所述的三角锥反射器的底边和所述的直角梯形增益介质的斜边镀有振荡激光的增透膜，所述的三角锥反射器的非底面包裹在所述的永磁体内，所述的直角梯形增益介质的直角边面镀有对栗浦光增透和振荡激光P光和s光反射率不同的偏振親合光学膜，栗浦光由所述的直角梯形增益介质的直角边面输入，所述的振荡激光由所述的栗浦光入射点输出。
[0008]在三角锥反射器与梯形增益介质之间的光路插入调Q光学元件，可实现脉冲单频激光输出。
[0009]所述的三角锥反射器由具有旋光性质的光学材料制成。
[0010]所述的三角锥反射器的底面键合一层0.5mm厚的铋置换稀土类铁石榴石法拉第旋转片。
[0011]本发明的优点是:
[0012]1.本发明基于三角锥反射器的单频固体激光器可以输出线偏振单频激光。
[0013]2.本发明三角锥反射器和直角梯形棱镜容易加工，光路容易调整。
【附图说明】
[0014]图1是本发明基于三角锥反射器的单频固体激光器一个实施例的结构图。
[0015]图2是三角锥反射器中非平面环形激光的轨迹图。
[0016]图3是本发明基于三角锥反射器的单频固体激光器实施例1的光路图。
[0017]图4是逆时针方向和顺时针方向s光和P光的本征损耗计算结果。
[0018]图5是逆时针方向s光与顺时针方向s光的本征损耗差的计算结果。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0020]先请参阅图1，图1是本发明基于三角锥反射器的单频固体激光器一个实施例的结构图。由图可见，本发明基于三角锥反射器的单频固体激光器，由三角锥反射器1、直角梯形增益介质2和永磁体5构成，所述的三角锥反射器I的对场面和直角梯形增益介质2的对场面共面，所述的直角梯形增益介质的斜边3与长底边的夹角为α，α大于激光在增益介质的全内反射临界角，所述的三角锥反射器I的底边与直角梯形增益介质2的斜边平行，所述的三角锥反射器I的底边长度大于所述的直角梯形增益介质2的斜边长度，所述的三角锥反射器I的底边和所述的直角梯形增益介质2的斜边镀有振荡激光的增透膜，所述的三角锥反射器I的非底面包裹在是的永磁体5内，所述的直角梯形增益介质2的直角边面4镀有对栗浦光增透和振荡激光P光和s光反射率不同的偏振耦合光学膜，栗浦光由所述的直角梯形增益介质2的直角边面4输入，所述的振荡激光由所述的栗浦光入射点输出。
[0021]在三角锥反射器与梯形增益介质之间的光路插入调Q光学元件，可实现脉冲单频激光输出。
[0022]所述的三角锥反射器I由具有旋光性能的光学材料制成，例如旋光玻璃或者旋光晶体。所述的三角锥反射器I是典型的四面体光学棱镜，如图2所示，A点是三角锥反射器I的顶点，它的3个空间反射平面互相垂直，即图中的ABC、ABD和A⑶是三个等腰直角三角形平面。光线入射或者射出的等边三角形BCD所在的平面定义为三角锥的底面，O点是三角锥底面的中心点，沿着OA方向施加磁场，可以证明直线OA垂直于底面B⑶。设光线在三角锥反射器I底面上的入射点为W。，入射到空间反射面A⑶上，入射点为W1，然后反射到ADB面上，入射点为W2，再反射到ABC面上，入射点为W3，然后反射到三角锥的底面出射，出射点为W4。设光线WqW1的方向平行于0A，可以证明，W 3W4平行于W Λ，并且WQW# W凡与W 2W3与W3W4不在