专利名称：基于等腰直角三角棱镜的激光线宽压窄扩束方法和系统的制作方法
基于等腰直角三角棱镜的激光线宽压窄扩束方法和系统技术领域
本发明属于激光技术领域，具体涉及一种基于等腰直角三角棱镜的激光线宽压窄扩束方法和系统。
背景技术：
在特定波长处的窄带宽激光输出具有很大的应用。为了满足具有光谱控制要求和窄带激光输出的应用需求，需要通过特殊的线宽压窄光谱控制措施来对激光器自由振荡产生的自然光谱进行压窄，同时进行高精度的波长选择。
棱镜组扩束结合光栅分光的光谱控制方法是目前使用较广的线宽压窄结构。棱镜扩束组以棱镜色散特性为基础对光束尺寸进行一维展宽。棱镜组具有光学元件加工方便、 结构简单、光路校准简单等优点，同时同球面镜、柱面镜、反射镜等扩束元件相比，棱镜组结构受元件间的间隔变化影响较小。经棱镜组扩束后的光束传输至光栅进行高精度分光，利用高分辨率光栅的色散分光特性结合光路控制形成针对入射激光光谱的波长选择及带宽压窄。
棱镜组是激光线宽压窄模块中用于扩束的最常使用的方法，扩束棱镜组作为线宽压窄模块的关键部件，是获得窄带激光线宽的重要元件。棱镜组起到对入射至光栅之前的光束进行一维展宽作用，同时棱镜的色散特性对入射的光谱也具有一定的发散功能，从而为后续光栅进行分光提供前提准备。线宽压窄带宽表达式为
权利要求
1.一种激光线宽压窄扩束方法，用于对激光进行线宽压窄和扩束，其特征在于 使用单个棱镜或棱镜组对激光进行扩束，所述单个棱镜和组成棱镜组的棱镜均为等腰直角三棱镜。
2.如权利要求I所述的激光线宽压窄扩束方法，其特征在于，使用棱镜组对激光进行扩束，该棱镜组由依次级联的多个等腰直角三棱镜构成，且激光光束依次通过所述级联的多个等腰直角三棱镜以进行扩束。
3.如权利要求2所述的激光线宽压窄扩束方法，其特征在于，所述棱镜组由N个级联的棱镜组成，N为自然数且大于或等于2，其组合方式为 沿光束入射方向的前M个棱镜的顶角朝向一致，且该M个棱镜按照相同的光束偏折方向依次摆放，其中M为自然数且小于或等于N-I ； 沿光束入射方向的后N-M个棱镜的顶角朝向与前M个棱镜相反，且该N-M个棱镜按照与前M个棱镜相反的光束偏折方向依次摆放。
4.如权利要求2所述的激光线宽压窄扩束方法，其特征在于，组成所述棱镜组的所有三棱镜的顶角均朝向一致，光束经过所有三棱镜的偏折方向一致。
5.一种激光线宽压窄扩束系统，包括光束扩束装置和光栅，所述光束扩束装置用于对激光进行扩束，所述光栅用于对激光进行中心波长的选择，从而实现线宽压窄，其特征在于， 所述光束扩束装置由单个棱镜或棱镜组构成，所述单个棱镜和组成棱镜组的棱镜均为等腰直角三棱镜。
6.如权利要求5所述的激光线宽压窄扩束系统，其特征在于，所述光束扩束装置由棱镜组构成，棱镜组由依次级联的多个等腰直角三棱镜构成，且激光光束依次通过所述级联的多个等腰直角三棱镜以进行扩束。
7.如权利要求6所述的激光线宽压窄扩束系统，其特征在于，所述激光光束从所述棱镜组的每个棱镜的斜边所在面入射后，从其中一个直角边出射。
8.如权利要求7所述的激光线宽压窄扩束系统，其特征在于，所述棱镜组由N个级联的棱镜组成，N为自然数且大于或等于2，其组合方式为 沿光束入射方向的前M个棱镜的顶角朝向一致，且该M个棱镜按照相同的光束偏折方向依次摆放，其中M为自然数且小于或等于N-I ； 沿光束入射方向的后N-M个棱镜的顶角朝向与前M个棱镜相反，且该N-M个棱镜按照与前M个棱镜相反的光束偏折方向依次摆放。
9.如权利要求7所述的激光线宽压窄扩束系统，其特征在于，组成所述棱镜组的所有三棱镜的顶角均朝向一致，光束经过所有三棱镜的偏折方向一致。
全文摘要
本发明公开了一种激光线宽压窄扩束方法和系统，系统包括光束扩束装置和光栅，光束扩束装置用于对激光进行一维扩束，光栅用于对激光进行中心波长的选择，从而实现线宽压窄。光束扩束装置由单个棱镜或棱镜组构成，所述单个棱镜和组成棱镜组的棱镜均为等腰直角三棱镜。本发明具有结构简单、加工精度高、对光束传输波前影响小的优点，通过对棱镜入射角度和棱镜组元件数目的选择实现不同的激光光束扩束倍率，获得所需窄谱带激光线宽。
文档编号G02B27/09GK102981278SQ20121055380
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者李慧, 赵江山, 单耀莹, 沙鹏飞, 宋兴亮, 蔡茜玮, 彭卓君, 范元媛, 张立佳, 鲍洋, 周翊, 王宇 申请人:中国科学院光电研究院