一种谐振倍频激光器的制作方法

本技术涉及光电，尤其涉及一种谐振倍频激光器。

背景技术：

1、谐振倍频是一种利用多光束干涉来增强基频光电场强度获得高倍频效率的技术。基于这一技术可以产生高功率的绿光、紫外激光、蓝光灯，扩展了激光的波长范围。但是传统的谐振倍频激光器，都需要利用hc稳频、pdh稳频技术来产生激光频率与谐振倍频腔共振峰的误差信号，再通过pid控制将基频激光与谐振倍频腔锁定在一起，实现持续的高效率的倍频。这极大地增加了系统的复杂度。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型提供一种谐振倍频激光器，该激光器通过将倍频腔透射的基频光注入锁定到半导体种子源，实现自动谐振倍频，无需主动锁定。

2、本实用新型的一种谐振倍频激光器，包括半导体种子源、前向耦合光路、后向耦合光路、谐振倍频腔和倍频晶体，半导体种子源用于出射种子光，倍频晶体位于所述谐振倍频腔内，前向耦合光路位于半导体种子源和谐振倍频腔之间，后向耦合光路和前向耦合光路连接，种子光经前向耦合光路入射到谐振倍频腔内，在谐振倍频腔内振荡，并通过倍频晶体的倍频处理后，从谐振倍频腔透射输出的基频光经后向耦合光路、前向耦合光路后入射到半导体种子源中形成注入锁定。

3、较佳地，后向耦合光路包括第一后向耦合透镜，谐振倍频腔透射输出的基频光依次通过第一后向耦合透镜、前向耦合光路后入射到半导体种子源中。

4、进一步地，前向耦合光路包括部分透射反射镜，部分透射反射镜位于半导体种子源和谐振倍频腔之间，种子光经部分透射反射镜入射到谐振倍频腔内，谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过第一后向耦合透镜、部分透射反射镜后入射到半导体种子源中。

5、再进一步地，该谐振倍频激光器还包括第一放大器，第一放大器位于部分透射反射镜和谐振倍频腔之间，种子光依次经过部分透射反射镜、第一放大器后入射到谐振倍频腔内。

6、较佳地，后向耦合光路包括第二后向耦合透镜和后向传输光纤，后向传输光纤与前向耦合光路连接，谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过第二后向耦合透镜、后向传输光纤、前向耦合光路后入射到半导体种子源中。

7、进一步地，前向耦合光路包括光纤环形器，光纤环形器位于半导体种子源和谐振倍频腔之间，后向传输光纤与光纤环形器连接，种子光经光纤环形器入射到谐振倍频腔内，谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过第二后向耦合透镜、后向传输光纤、光纤环形器后入射到半导体种子源中。

8、再进一步地，该谐振倍频腔还包括第二放大器，第二放大器位于光纤环形器和谐振倍频腔之间，种子光依次经过光纤环形器、第二放大器后入射到谐振倍频腔内。

9、更进一步地，该谐振倍频腔还包括种子光耦合透镜，种子光耦合透镜位于第二放大器和谐振倍频腔之间，种子光依次经过光纤环形器、第二放大器、种子光耦合透镜后入射到谐振倍频腔内。

10、较佳地，谐振倍频腔包括第一腔镜、第二腔镜、第三腔镜和第四腔镜，倍频晶体位于第三腔镜和第四腔镜之间，种子光从第一腔镜透射输入，从第一腔镜或第二腔镜或第三腔镜或第四腔镜透射输出的基频光经后向耦合光路、前向耦合光路入射到半导体种子源中。

11、进一步地，后向耦合光路位于第三腔镜与前向耦合光路之间。

12、与现有技术相比，本实用新型的谐振倍频激光器，通过设置前向耦合光路和后向耦合光路，将谐振倍频腔共振时透射输出的基频光入射到半导体种子源中形成注入锁定，可使得半导体种子源出射的种子光与谐振倍频腔始终处于共振状态，实现自动谐振倍频。相较于传统谐振倍频激光器，本实用新型的激光器无需额外的主动光学、电学控制链路即可实现种子光与谐振倍频腔自动谐振，实现持续高效率的透射激光输出，结构简单，且传统需要主动锁定的谐振倍频激光方案中，要求基频光为单频激光，本实用新型没有这一要求，谐振倍频腔透射输出的基频光在半导体种子源中注入锁定形成多个与谐振倍频腔共振的模式也可以运行。

技术特征：

1.一种谐振倍频激光器，其特征在于，包括半导体种子源、前向耦合光路、后向耦合光路、谐振倍频腔和倍频晶体；所述半导体种子源用于出射种子光；所述倍频晶体位于所述谐振倍频腔内；所述前向耦合光路位于所述半导体种子源和所述谐振倍频腔之间，所述后向耦合光路和所述前向耦合光路连接；所述种子光经所述前向耦合光路入射到所述谐振倍频腔内，在所述谐振倍频腔内振荡，并通过所述倍频晶体的倍频处理后，从所述谐振倍频腔透射输出的基频光经所述后向耦合光路、所述前向耦合光路后入射到所述半导体种子源中形成注入锁定。

2.如权利要求1所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述后向耦合光路包括第一后向耦合透镜，所述谐振倍频腔透射输出的基频光依次通过所述第一后向耦合透镜、所述前向耦合光路后入射到所述半导体种子源中。

3.如权利要求2所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述前向耦合光路包括部分透射反射镜，所述部分透射反射镜位于所述半导体种子源和所述谐振倍频腔之间，所述种子光经所述部分透射反射镜入射到所述谐振倍频腔内，所述谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过所述第一后向耦合透镜、所述部分透射反射镜后入射到所述半导体种子源中。

4.如权利要求3所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，还包括第一放大器，所述第一放大器位于所述部分透射反射镜和所述谐振倍频腔之间，所述种子光依次经过所述部分透射反射镜、所述第一放大器后入射到所述谐振倍频腔内。

5.如权利要求1所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述后向耦合光路包括第二后向耦合透镜和后向传输光纤，所述后向传输光纤与所述前向耦合光路连接，所述谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过所述第二后向耦合透镜、所述后向传输光纤、所述前向耦合光路后入射到所述半导体种子源中。

6.如权利要求5所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述前向耦合光路包括光纤环形器，所述光纤环形器位于所述半导体种子源和所述谐振倍频腔之间，所述后向传输光纤与所述光纤环形器连接，所述种子光经所述光纤环形器入射到所述谐振倍频腔内，所述谐振倍频腔透射输出的基频光依次经过所述第二后向耦合透镜、所述后向传输光纤、所述光纤环形器后入射到所述半导体种子源中。

7.如权利要求6所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，还包括第二放大器，所述第二放大器位于所述光纤环形器和所述谐振倍频腔之间，所述种子光依次经过所述光纤环形器、所述第二放大器后入射到所述谐振倍频腔内。

8.如权利要求7所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，还包括种子光耦合透镜，所述种子光耦合透镜位于所述第二放大器和所述谐振倍频腔之间，所述种子光依次经过所述光纤环形器、所述第二放大器、所述种子光耦合透镜后入射到所述谐振倍频腔内。

9.如权利要求1所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述谐振倍频腔包括第一腔镜、第二腔镜、第三腔镜和第四腔镜，所述倍频晶体位于第三腔镜和第四腔镜之间，所述种子光从所述第一腔镜透射输入，从所述第一腔镜或第二腔镜或第三腔镜或第四腔镜透射输出的基频光经所述后向耦合光路、所述前向耦合光路入射到所述半导体种子源中。

10.如权利要求9所述的一种谐振倍频激光器，其特征在于，所述后向耦合光路位于所述第三腔镜与所述前向耦合光路之间。

技术总结
本技术提供一种谐振倍频激光器，该谐振倍频激光器通过设置前向耦合光路和后向耦合光路，将谐振倍频腔共振时透射输出的基频光入射到半导体种子源中形成注入锁定，可使得半导体种子源出射的种子光与谐振倍频腔始终处于共振状态，实现自动谐振倍频。相较于传统谐振倍频激光器，本技术的激光器无需额外的主动光学、电学控制链路即可实现种子光与谐振倍频腔自动谐振，实现持续高效率的透射激光输出，结构简单，且传统需要主动锁定的谐振倍频激光方案中，要求基频光为单频激光，本技术没有这一要求，谐振倍频腔透射输出的基频光在半导体种子源中注入锁定形成多个与谐振倍频腔共振的模式也可以运行。

技术研发人员：付小虎,赵儒臣,张磊
受保护的技术使用者：上海频准激光科技有限公司
技术研发日：20230118
技术公布日：2024/1/12