一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器的制作方法

本发明涉及激光器，尤其涉及一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器。

背景技术：

1、冷猫眼外腔激光器作为一种利用猫眼反射结构外腔激光器，能够实现亚mhz的单纵模激光输出，波长覆盖范围广，稳定可靠且价格便宜。猫眼外腔激光器一般采用透射式干涉片进行模式选择，相比于其他两种外腔激光器(littrow和littman-metcalf)，对位移和角度等失调具有很好的鲁棒性。猫眼外腔激光器广泛应用于原子干涉仪、高分辨激光光谱、原子频标等领域。

2、一般地，猫眼外腔激光器的结构中，激光管为猫眼外腔激光器提供增益，准直透镜用于对激光管的输出光进行准直，经过窄带干涉滤波片和聚焦镜后，入射至部分反射镜(输出耦合镜)。激光管的后端面和输出耦合镜构成谐振腔，光到达部分反射镜后，一部分光返回激光管有源区，形成光反馈，进而形成激光振荡。为实现稳定光学反馈，聚焦镜和输出耦合镜构成猫眼结构，输出耦合镜位于聚焦镜的焦平面上。

3、输出耦合镜作为猫眼外腔激光器的输出镜，输出光经输出准直镜准直后供后续使用。为实现猫眼激光器输出激光波长的精细调节，利用压电陶瓷片(pzt)促动输出耦合镜进而调节腔长。干涉滤波片用于模式选择，并通过调节干涉滤波片的角度来进行波长选择。

4、传统的猫眼外腔激光器通过改变输出耦合镜反射率来调节谐振腔的损耗，并通过调节输出耦合镜反射率来获得较佳的激光性能。但是，商用输出耦合镜标准品的反射率种类有限，在激光器研制中需要二次设计和优化。且输出耦合镜一旦固定，线宽即不可调，线宽的拓展性不强。

5、因此，针对上述问题，业内急需一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、本发明要解决的技术问题是提供一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，解决传统猫眼外腔激光器通过输出耦合镜调节谐振腔损耗而导致线宽的拓展性不强的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为解决上述技术问题，本发明提供了一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，包括激光二极管、输出准直镜、1/2波片、偏振分束器、干涉滤波片、激光聚焦镜、高反镜、压电陶瓷片和第一1/4波片，所述输出准直镜、所述1/2波片、所述偏振分束器、所述干涉滤波片、所述激光聚焦镜、所述高反镜及所述压电陶瓷片沿所述激光二极管的出射光方向依次设置；其中，

5、所述第一1/4波片的光轴垂直于所述激光二极管和所述激光准直镜确定的光轴，所述第一1/4波片的光轴与所述偏振分束器的中心对准且与所述偏振分束器的分束面呈45°夹角。

6、进一步地，所述激光二极管为半导体激光管。

7、进一步地，所述激光二极管的前端面镀ar增透膜，后端面镀高反膜。

8、进一步地，所述1/2波片可沿其光轴方向旋转，并与所述偏振分束器配合用于控制输出至所述高反镜方向的激光功率。

9、进一步地，所述干涉滤波片的中心轴与光轴呈设定夹角。

10、进一步地，所述激光聚焦镜及所述高反镜的中心轴均与光轴重合。

11、进一步地，所述高反镜与所述压电陶瓷片共心胶粘贴合。

12、进一步地，所述激光二极管的后端面与所述高反镜构成谐振腔，并通过所述压电陶瓷片对所述谐振腔的腔长进行调节。

13、进一步地，所述激光聚焦镜与所述高反镜构成猫眼反射结构。

14、进一步地，腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器还包括第二1/4波片，所述第二1/4波片沿光路方向位于所述第一1/4波片的后方且同光轴设置。

15、(三)有益效果

16、本发明的上述技术方案具有如下优点：

17、本发明的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，利用半导体光源较好的偏振特性，通过1/4波片和偏振分分束器的组合调节腔内损耗，无需采用部分反射的输出耦合镜，也无需对输出耦合镜的反射率进行优化和二次设计，并可对激光器线宽进行调节。在不增加激光器体积的前提下，利用1/4波片和偏振分分束器的组合，构建防回光单元，可取代体积较大的光隔离器，且无外加磁场，非常适合应用于无磁或弱磁的应用场景中。

技术特征：

1.一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，包括激光二极管(1)、输出准直镜(2)、1/2波片(3)、偏振分束器(4)、干涉滤波片(5)、激光聚焦镜(6)、高反镜(7)、压电陶瓷片(8)和第一1/4波片(9)，所述输出准直镜(2)、所述1/2波片(3)、所述偏振分束器(4)、所述干涉滤波片(5)、所述激光聚焦镜(6)、所述高反镜(7)及所述压电陶瓷片(8)沿所述激光二极管(1)的出射光方向依次设置；其中，

2.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述激光二极管(1)为半导体激光管。

3.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述激光二极管(1)的前端面镀ar增透膜，后端面镀高反膜。

4.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述1/2波片(3)可沿其光轴方向旋转，并与所述偏振分束器(4)配合用于控制输出至所述高反镜(7)方向的激光功率。

5.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述干涉滤波片(5)的中心轴与光轴呈设定夹角。

6.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述激光聚焦镜(6)及所述高反镜(7)的中心轴均与光轴重合。

7.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述高反镜(7)与所述压电陶瓷片(8)共心胶粘贴合。

8.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述激光二极管(1)的后端面与所述高反镜(7)构成谐振腔，并通过所述压电陶瓷片(8)对所述谐振腔的腔长进行调节。

9.根据权利要求1所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，所述激光聚焦镜(6)与所述高反镜(7)构成猫眼反射结构。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，其特征在于，还包括第二1/4波片(11)，所述第二1/4波片(11)沿光路方向位于所述第一1/4波片(9)的后方且同光轴设置。

技术总结
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器。本发明的腔损耗可调的猫眼外腔窄线宽激光器，包括激光二级管、输出准直镜、1/2波片、偏振分束器、干涉滤波片、激光聚焦镜、高反镜、压电陶瓷片和1/4波片，输出准直镜、1/2波片、偏振分束器、干涉滤波片、激光聚焦镜、高反镜及压电陶瓷片沿激光二级管的出射光方向依次设置；1/4波片的光轴垂直于激光二级管和激光准直镜确定的光轴，1/4波片的光轴与偏振分束器的中心对准且与偏振分束器的分束面呈45°夹角。其解决传统猫眼外腔激光器通过输出耦合镜调节谐振腔损耗而导致线宽的拓展性不强的技术问题。

技术研发人员：高俊,池皓,龙期勇,王新龙,叶瀚礼
受保护的技术使用者：华中光电技术研究所（中国船舶集团有限公司第七一七研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29