专利名称：一种腔内倍频微片激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种腔内倍频微片激光器，尤其是一种低噪声的腔内倍频激光器。
背景技术：
低噪声的微片激光器在生物检测、医学、制药、彩色显示、全息等领域有着非常广泛的应用前景。但是内腔倍频的微片激光器却受到所谓“绿光问题”的困扰。1986年，T.Baer首次指出，“绿光问题”是由于激光器腔内两个纵模的合频造成的交叉增益饱和的，并且以YAG/KTP激光器为例，建立模型，通过数值计算很好地解释了这一问题。随后，为了解决“绿光问题”，相继出现了各种方案。根据消除绿噪声的方法不同，这些方案可以分成3大类。1.单纵模激光器。单纵模激光器采用适当的选频方法，让腔内只有一个纵模起振，从而彻底消除了不同纵模之间的相互作用，实现激光器的低噪声运转。2.多纵模激光器。多纵模的想法与单纵模刚好相反。这种方案采用极长的激光谐振腔(比如1.5米)，使得激光器的纵模间隔很小，从而很多个纵模都可以起振(典型数据是100到200个纵模)。由于纵模极多，模之间的相互作用被大大降低。再由于统计的效果，虽然单独就每个纵模来说，并不是低噪声，但整个激光器的输出是低噪声的。这种激光器的RMS噪声可以做到3％以下，甚至0.2％。3.消除合频相互作用的双纵模激光器。在激光器只有两个纵模的情况下，可以通过消除两纵模之间的相互作用来实现激光器的低噪声运转。比如，M.Oka通过在YAG激光腔内插入1/4波片，可以产生正交的偏振模，避免了纵模间的合频耦合。B.P.Masterson提出将激光腔内各元件加工成特定波片，然而在普通的两片式微片激光器中，加工精度上具有一定的难度，且随温度变化相当大；另外，在两片式微片激光器中，特别是激光增益介质和倍频晶体都是双折射晶体时，即使加工成特定波片，由于选模作用的限制，很难保证只有两个纵模，而产生两个正交纵模的几率就更小了，因此，实际上很难避免纵模间的合频耦合。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种低噪声、温度稳定性好、结构紧凑且成本低的腔内倍频微片激光器。
为实现上述目的，本实用新型采用如下结构一种腔内倍频微片激光器，由激光增益介质、波片、倍频晶体构成，其中，所述波片至少与激光增益介质或倍频晶体其中一个相粘结成复合波片，激光增益介质、波片、倍频晶体光轴与通光方向垂直，激光增益介质与倍频晶体的光轴方向成45度夹角，激光增益介质在通光方向上的前端面镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体后端面镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。所述倍频晶体与波片粘结成复合波片或激光增益介质与波片粘结成复合波片或所述波片有两块，分别与激光增益介质、倍频晶体粘结，构成两块复合波片。
激光增益介质、倍频晶体和波片是双折射晶体。
所述倍频晶体与波片的光轴平行或垂直，且倍频晶体对基频光的相位延位迟角θ1与波片对基频光的相位延迟角θ2有如下关系θ1±θ2＝k0·π，k0为整数。所述激光增益介质与波片的光轴平行或垂直，且激光增益介质对基频光的相位延迟角θ3与波片对基频光的相位延迟角θ4有如下关系θ3±θ4=k1·π2,]]>k1为整数。
上述结构中波片与激光增益介质或者波片与倍频晶体组成有相位延迟角的复合波片，可有效抑制噪声，能达到温度稳定性好，加工工艺简单，结构紧促，成本低廉的特点。同时，由于波片的折射率与激光增益介质、倍频晶体的折射率有较大差异，可形成标准具效应，进一步加强选模能力，使得纵模个数得到有效控制。
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型第二种结构示意图。
图3是本实用新型第三种结构示意图。
具体实施方式
如图1所示101为激光增益介质；102为波片；激光增益介质101与波片102光轴相同，两者构成复合波片，为1/4波片，半波片或全波片，103为倍频晶体。激光增益介质101前端面S1镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体103后端面S2镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。
图2中201为激光增益介质；202为波片；203为倍频晶体，波片202与倍频晶体203光轴相同，两者构成复合波片，为1/4波片或半波片或全波片。激光增益介质201前端面S1镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体203后端面S2镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。
图3中301为激光增益介质；302为波片；303为波片；304为倍频晶体；激光增益介质301与波片302光轴相同，两者构成复合波片；波片303与倍频晶体304光轴相同，两者构成复合波片。激光增益介质301前端面S1镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体304后端面S2镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。
如倍频晶体(或激光增益介质)和波片组成复合波片半波片，两者光轴方向相同，设倍频晶体(或激光增益介质)快慢轴折射率分别为Yne和Yno，长为LY，则倍频晶体(或激光增益介质)的对基频光λ的相位延迟角为δ1＝2π(Yne-Yno)×LY/λ，同理，设波片快慢轴折射率分别为Sne和Sno，长为LS，则波片对基频光λ的相位延迟角为δ2＝2π(Sne-Sno)×LS/λ，选取合适的波片长度，可让δ1+δ2＝2kπ+π，k为正整数。由于复合波片的波片效应，使得两正交纵模不发生相互作用，即不产生和频，从而绿噪声得到有效控制。
权利要求1.一种腔内倍频微片激光器，由激光增益介质、波片、倍频晶体构成，其特征在于所述波片至少与激光增益介质或倍频晶体其中一个相粘结成复合波片，激光增益介质、波片、倍频晶体光轴与通光方向垂直，激光增益介质与倍频晶体的光轴方向成45度夹角，激光增益介质在通光方向上的前端面镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体后端面镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。
2.根据权利要求1所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于所述倍频晶体与波片粘结成复合波片。
3.根据权利要求1所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于所述激光增益介质与波片粘结成复合波片。
4.根据权利要求1所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于所述波片有两块，分别与激光增益介质、倍频晶体粘结，构成两块复合波片。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于激光增益介质、倍频晶体和波片是双折射晶体。
6.根据权利要求2所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于所述倍频晶体与波片的光轴平行或垂直，且倍频晶体对基频光的相位延位迟角θ1与波片对基频光的相位延迟角θ2有如下关系θ1±θ2＝k0·π，k0为整数。
7.根据权利要求3所述的一种腔内倍频微片激光器，其特征在于所述激光增益介质与波片的光轴平行或垂直，且激光增益介质对基频光的相位延迟角θ3与波片对基频光的相位延迟角θ4有如下关系θ3±θ4=k1·π2,]]>k1为整数。
专利摘要本实用新型公开了一种腔内倍频微片激光器，由激光增益介质、波片、倍频晶体构成，其中，所述波片至少与激光增益介质或倍频晶体其中一个相粘结成复合波片，激光增益介质、波片、倍频晶体光轴与通光方向垂直，激光增益介质与倍频晶体的光轴方向成45度夹角，激光增益介质在通光方向上的前端面镀有对泵浦光增透，对基频光和倍频光高反的膜，倍频晶体后端面镀有对基频光高反，对倍频光增透的膜。上述结构中波片与激光增益介质或者波片与倍频晶体组成有相位延迟角的复合波片，可有效抑制噪声，而且能达到温度稳定性好，加工工艺简单，结构紧促，成本低廉的特点。
文档编号H01S3/109GK2781606SQ20052007083
公开日2006年5月17日 申请日期2005年4月14日 优先权日2005年4月14日
发明者马英俊, 王康俊, 吴砺, 凌吉武, 谭浩, 黄富泉 申请人:福州高意通讯有限公司