本发明属于固体激光技术领域，具体涉及激光纵模个数可调输出装置及方法。
背景技术：
激光纵模选择是一种十分重要的技术，有着十分重要的应用全景。例如，因为单纵模(单频)激光器具有很好的频率特性、相干性好、噪声低以及输出功率稳定等优点，在量子光学、冷原子物理、量子测量、量子信息处理及引力波探测等科学研究领域得到了广泛的应用。近几年报道了不同纵模选择方式下的单纵模输出，这些实验多集中于探讨不同方式下如何输出单纵模(单频)激光，没有实现纵模个数可调多纵模输出。这些报道中用到的方法有，短腔法：例如2010年，哈尔滨工业大学li等报道了端面抽运tm,ho:yvo4微片在室温下获得2um激光输出；行波谐振腔法：例如，2007年，中国计量科学研究院zang等利用nd：yag晶体单块非平面结构，实现了1.25w、1123nm的单频激光输出。扭转腔模法：例如，2005年华东师范大学wu等利用此方法获得了2.1w单频1.06um激光。这些半导体激光器泵浦的固体激光器的实验研究中，主要考虑用不同的方式去实现激光稳定输出一个纵模，即单频输出，或是考虑了激光单模输出中实现的条件控制；
没有考虑实现激光以多个纵模(多频)输出，也没有考虑激光纵模个数可变输出。另外有的实验报道了连续激光的输出，例如，1992年，美国宝丽来公司与at&t贝尔实验室报道了半导体激光器抽运nd：yceag微片激光器，连续输出功率为45mw波长为1064nm的激光；2006年dong等人利用半导体激光器泵浦1mm厚的yb：yag陶瓷片，连续抽运下，获得了连续激光输出；2007年，日本taira等人研制出的高功率全陶瓷yb：yag微片激光器，该激光器能输出最大功率可达414w的连续激光。在这些实验中，主要考虑实现的是激光输出的频率在一个频谱段范围内可变，未考虑激光输出固定个数的纵模，这不利于激光通信中信道稳定的要求。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了激光纵模个数可调输出装置及方法，通过精确控制激光谐振腔光学长度，实现一个或多个激光纵模的稳定输出。
该装置包括晶体固定底座、微片晶体、输出镜固定底座、耦合镜、输出镜、位移控制单元和半导体温度控制组件，微片晶体固于晶体固定底座上，输出镜固于输出镜固定底座上，输出镜、微片晶体与耦合镜依次同轴放置，其中，微片晶体的一端面镀全反膜，微片晶体的另一端面与输出镜相对放置，微片晶体的全反膜的中心波长根据微片晶体的固有特性确定，位移控制器与输出镜固定底座连接，用于控制输出镜固定底座的水平移动进一步控制谐振腔腔长，从而达到输出所需的纵模个数，半导体温度控制单元与微片晶体相连，用于使微片晶体的温度恒定。
进一步地，微片晶体的材质为nd：yag。
该方法步骤如下：
步骤一：将微片晶体固于晶体固定底座上，输出镜固于输出镜固定底座上，其中，微片晶体镀全反膜的一端面与泵浦相邻，微片晶体未镀全反膜的另一端面与输出镜紧贴，且输出镜、微片晶体和泵浦同轴；
步骤二：根据泵浦光数值孔径选取耦合镜的曲率半径，并将选取后的耦合镜置于泵浦光与微片晶体之间并与二者同轴；
步骤三：半导体温度控制器与微片晶体连接，半导体温度控制器根据微片晶体的固有特性控制微片晶体保持恒温，调整耦合镜和微片晶体的距离，保证经耦合镜耦合光纤输出的泵浦光垂直照射微片晶体；
步骤四：将移控制组件与输出镜固定底座连接，根据所需纵模数目，按照纵模个数计算公式确定位移控制组件的移动距离，位移控制组件按照所述移动距离控制输出镜与微片晶体的距离，用于控制谐振腔腔长；
步骤五：泵浦光输出激光，依次经过耦合镜、恒温的微片晶体和输出镜后，获得所需的纵模个数。
进一步地，纵模个数m计算公式为：
m＝δv/δv，其中，δv为增益端宽，δv为激光腔的频率间隔，
有益效果：
1、本发明微片晶体材质采用nd：yag，该激光晶体材料比较普遍，容易获取，实现方便。
2、本发明搭建了的实验装置系统小巧，易操做，激光输出效果显著。
3、本发明通过微片晶体与输出镜构成的谐振腔，利用精密调谐激光谐振腔长，调控激光器输出纵模个数，从而实现固体激光器的多频可调谐输出。
附图说明
图1为纵模数量可调的激光谐振腔结构示意图。
1-晶体固定底座；2-微片晶体；3-输出镜固定底座；4-输出镜；5-位移控制单元；6-半导体温度控制单元。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了激光单频输出、双频输出以及多频输出等频率个数可调谐稳定输出的实现方式，增加了信道的选择范围，可以满足激光通信中需要多路信道的要求，为激光空间多信道通信给予了科学实验支持，针对这一应用，多纵模(频率)输出的固体激光器具有很多的通信应用前景,基于此我们设计了一种纵模个数可调的激光谐振腔及输出方法。在激光通信应用中，为提高通信速率，通常将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输以实现多信道复合通信。
首先，我们将微片晶体固定于两端开口的固定底座中，并用半导体温度控制单元(tec)与该固定底座相连改变并控制固定底座的温度。其次，我们让位移控制器与输出镜固定底座相连，保证泵浦光中心、微片晶体、输出镜中心始终在一条直线上。
调节半导体制冷器使微片晶体固定底座温度于恒定预设温度，聚焦泵浦光于微片晶体中心，通过控制位移控制器移动输出镜，使得输出镜从紧贴微片晶体开始，逐渐远离微片晶体。在输出镜面与微片晶体之间移动特定距离时，就能实现激光纵模个数稳定输出。
具体实施例如下：
如图1所示，该激光谐振腔包括晶体固定底座1、微片晶体2、输出镜固定底座3、输出镜4、位移控制器5和半导体温度控制组件6，微片晶体2固于晶体固定底座1上，输出镜4固于输出镜固定底座3上，输出镜4、微片晶体2与耦合镜依次同轴放置，其中，微片晶体2的一端面镀全反膜，微片晶体2的另一端面与输出镜4相对放置，微片晶体2的全反膜的中心波长根据微片晶体2的固有特性确定，位移控制器5与输出镜固定底座3连接，用于控制输出镜固定底座3的水平移动进一步控制谐振腔腔长，从而达到输出所需的纵模个数，半导体温度控制单元6与微片晶体2相连，用于使微片晶体2的温度恒定。
方法步骤如下：
步骤一：将微片晶体2固于晶体固定底座1上，输出镜4固于输出镜固定底座3上，其中，微片晶体2镀全反膜的一端面与泵浦相邻，微片晶体2未镀全反膜的另一端面与输出镜4紧贴，且输出镜4、微片晶体2和泵浦同轴；
步骤二、根据泵浦光数值孔径选取耦合镜的曲率半径，并将确定后的耦合镜置于泵浦光与微片晶体2之间并与二者同轴。
步骤三：半导体温度控制组件6与微片晶体2连接，半导体温度控制组件6根据微片晶体2的固有特性控制微片晶体2保持恒温，调整耦合镜和微片晶体2的距离，保证经耦合镜耦合光纤输出的泵浦光垂直照射微片晶体2；
步骤四：将位移控制器5与输出镜固定底座3连接，根据所需纵模数目，按照纵模个数计算公式确定位移控制器5的移动距离，位移控制器5按照所述移动距离控制输出镜4与微片晶体2的距离，通过位移控制器5控制输出镜4的位置改变输出镜4与微片晶体2的距离，以控制谐振腔腔长。
步骤五：泵浦光输出激光，依次经过耦合镜、恒温的微片晶体2和输出镜4后，获得所需的纵模个数。
进一步地，纵模个数计算公式为：
m，m＝δv/δv，其中，δv为增益端宽，δv为激光腔的频率间隔，
对于一定的谐振腔，在增益线宽范围内，且增益都处于阈值水平线以上的纵模，都能形成激光振荡(多纵模工作状态)。设由增益线宽和激励水平(阈值)所决定的激光振荡的频率范围为δv，谐振腔所允许的相邻两振荡的频率间隔为δv，则实际振荡的频率数目为δv/δv。在实验中保证基横模条件下，激光腔的频率间隔为
我们进行的实验结果表明，当半导体温度控制器控温18℃时，在泵浦源为半导体激光的试验中，当谐振腔长分别约为0.8*1.82mm、1.1*1.82mm、2.4*1.82mm时，分别得到一个、两个、三个的纵模均衡强度输出结果。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。