本发明专利技术公开的电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器及其频差调谐方法，包括半导体激光器LD，自聚焦透镜，Nd:YAG激光晶体，第一偏振分光棱镜，第一电光双折射输出耦合镜，第二电光双折射输出耦合镜，第一反射镜，第二反射镜，第二偏振分光棱镜，电压源Ⅰ，电压源Ⅱ。其中第一电光双折射输出耦合镜通过导线与电压源Ⅰ连接，第二电光双折射输出耦合镜通过导线与电压源Ⅱ连接。通过调节电压源Ⅰ和电压源Ⅱ的电压，即可实现1064nm双频激光频差的调谐，频差调谐范围为0～150GHz，调谐方法简单，容易控制。另外，本发明专利技术的大频差调谐双频激光器结构简单，所需元器件少。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开的电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器及其频差调谐方法，包括半导体激光器LD，自聚焦透镜，Nd:YAG激光晶体，第一偏振分光棱镜，第一电光双折射输出耦合镜，第二电光双折射输出耦合镜，第一反射镜，第二反射镜，第二偏振分光棱镜，电压源Ⅰ，电压源Ⅱ。其中第一电光双折射输出耦合镜通过导线与电压源Ⅰ连接，第二电光双折射输出耦合镜通过导线与电压源Ⅱ连接。通过调节电压源Ⅰ和电压源Ⅱ的电压，即可实现1064nm双频激光频差的调谐，频差调谐范围为0～150GHz，调谐方法简单，容易控制。另外，本专利技术的大频差调谐双频激光器结构简单，所需元器件少。【专利说明】
本专利技术属于激光器
，具体涉及一种电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器， 本专利技术还涉及采用上述激光器进行频差调谐的方法。
技术介绍
目前，国内外双频激光器的研究重点和发展主流是在保证激光器以单纵模运转的 条件下，利用一些物理效应，如塞曼效应、光弹效应、电光和热光效应等使单纵模激光产生 分裂，从而获得正交偏振双频激光同时振荡输出。这种单轴的双折射双频激光器具有体积 小、结构简单、调谐方便、易于集成等优点，但存在以下问题：最大频差调谐范围为1个纵模 间隔，即调谐范围较小，且调谐方法复杂。 例如国内清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室开展了基于应力双折射 效应的LD泵浦双频Nd:YAG激光技术研究（黄春宁，李岩，郭辉，朱钧，新型大频差可调谐双 频激光器，光电子·激光，2002,13 (3) : 229-231)，在单块Nd:YAG晶体两面蒸镀介质膜，直接 形成封闭的平-凹型谐振腔，通过设计的加压装置将液体压力沿垂直于激光腔轴方向作用 到Nd:YAG晶体上，由于应力双折射效应的缘故，激光纵模分裂为两个正交线偏振的〇模和e 模，从而产生l〇64nm正交线偏振双频Nd: YAG激光输出，其频差大小可随外加压力的改变而 调谐，实验得到的最大频差为3. 4GHz。这种LD泵浦应力双折射双频Nd:YAG激光器频差可 调谐，缺点是频差调谐范围小，仅为几 GHz。北京理工大学赵长明教授（卢葱葱，赵长明，吴 克瑛，利用微失调扭转模腔产生双频激光器，北京理工大学学报，1999,19 (3) : 343-347)等 利用扭转模腔技术使得LD泵浦Nd:YAG激光器输出单纵模，通过微调双波片之间的夹角产 生单纵模分裂，输出连续可调谐双频激光，采用琼斯矩阵得出双频激光的偏振态为线性正 交，并且推导出频差与两波片快轴之间夹角的关系。之后，他们设计了激光二极管抽运频差 可调谐双频固体激光器（李磊，赵长明，张鹏，杨苏辉，激光二极管抽运频差可调谐双频固 体激光器的研究，物理学报，2007, 56 (5) : 2663-2669)即用标准具实现单频运转，在谐振腔 中插入两个λ/4波片产生双频激光输出，通过调节两个波片的夹角大小连续改变双频激 光频差，实验获得了频差在50MHz?1. 3GHz连续可调谐的双频激光。此后，他们采用耦合 腔法（吴霞，杨苏辉，陈颖，赵长明，刘志杰，耦合腔结构可调谐双频固体激光器的研究，光 学学报，2012, 32 (3) :0314003)实现单频运转，双λ/4波片使单纵模激光频率分裂，通过改 变两个λ/4波片快轴之间的夹角来实现频差调谐。但是这种双频激光器始终存在无法获 得频差更大的双频激光输出的缺点，最大为一个纵模间隔。 当然在微片激光器中，由于纵模间隔较大，也可以获得较大的调谐范围，最大调 谐范围可达几十GHz?上百GHz。但是，微片激光器的性能及光束质量往往较差。例如， 法国 Rennes 大学 M. Brunei 等人（Μ· Brunei, A. Amon, and M. Vallet. Dual-polarization microchip laser at 1.53 μ m. Optics Letter，2005, 30 (18) :2418-2420)将厚度为 190 μ m 的铒镱玻璃介质和厚度为130 μ m的LiTa03晶体胶合在一起构成微片激光器，激光谐振腔 长度小于〇. 5_，保证激光器以单纵模振荡，再采用腔内LiTa03晶体的热光双折射效应使单 纵模激光产生分裂现象，从而实现了 1. 53 μ m正交线偏振双频激光同时振荡输出，通过调 节LiTa03晶体的温度实现频差连续调谐，调谐范围为0?60GHz。 综上所述，这种单轴的双折射双频激光器通过改变施加在双折射晶体上的应力、 光学元件之间的夹角或腔长来实现频差调谐，调谐范围较小，调谐机构往往较复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器，解决了现有技术 中存在的频差调谐范围小、调谐方法复杂的技术问题。 本专利技术的另一目的是提供上述双频激光器的频差调谐的方法。 本专利技术所采用的第一技术方案是，电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器包括用 于发射808nm的光波的半导体激光器LD，在所述光波的光轴上依次设置有自聚焦透镜， Nd:YAG激光晶体，第一偏振分光棱镜；Nd:YAG激光晶体的一端为球面，球面端朝向自聚焦 透镜，所述球面上镀有对l〇64nm振荡激光高反、同时对808nm泵浦光增透的双色介质膜，用 于将半导体激光器LD发射的808nm的光波转换为1064nm振荡激光，1064nm振荡激光通过 第一偏振分光棱镜后分成两束相互垂直的线偏振光P偏振光和s偏振光，p偏振光的光轴 上依次设置有第一电光双折射输出耦合镜，第一反射镜，s偏振光的光轴上依次设置有第二 电光双折射输出耦合镜，第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜反射光光轴交界处之间设 置有第二偏振分光棱镜，且第一电光双折射输出f禹合镜在自聚焦透镜的光轴方向上，第二 电光双折射输出f禹合镜在垂直于自聚焦透镜光轴的方向上，第一电光双折射输出f禹合镜通 过导线与电压源I连接，第二电光双折射输出耦合镜通过导线与电压源II连接；其中，第一 电光双折射输出f禹合镜和第二电光双折射输出f禹合镜的材质均为LN晶体。 本专利技术第一技术方案的特点还在于， 第一电光双折射输出f禹合镜靠近第一偏振分光棱镜的腔内端面上镀有对l〇64nm 增透的第一介质膜，与之相对另一端的腔内端面上镀有对l〇64nm透过率为2. 3%第二介质 膜；第二电光双折射输出f禹合镜靠近第一偏振分光棱镜的腔内端面上镀有对l〇64nm增透 的第三介质膜，与之相对另一端的腔内端面上镀有对l〇64nm透过率为2. 3%第四介质膜。 本专利技术的另一技术方案是，上述电光双折射双腔双频Nd: YAG激光器的频差调谐 方法的步骤如下： 步骤1 :半导体激光器LD尾纤发射出808nm光波经自聚焦透镜汇聚到Nd:YAG激 光晶体的球面端而转换为l〇64nm振荡激光，1064nm的振荡激光射向第一偏振分光棱镜，其 通过第一偏振分光棱镜后分成两束垂直的线偏振光P偏振光和s偏振光；p偏振光透过第 一电光双折射输出f禹合镜后，由第一反射镜反射，s偏振光透过第二电光双折射输出f禹合 镜后，由第二反射镜反射，反射后的反射光均入射至第二偏振分光棱镜处，且入射方向呈90 度的夹角，之后P偏振光和S偏振光从本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电光双折射双腔双频Nd:YAG激光器，其特征在于：包括用于发射808nm的光波的半导体激光器LD(1)，在所述光波的光轴上依次设置有自聚焦透镜(2)，Nd:YAG激光晶体(3)，第一偏振分光棱镜(4)；Nd:YAG激光晶体(3)的一端为球面，球面端朝向自聚焦透镜(2)，所述球面上镀有对1064nm振荡激光高反、同时对808nm泵浦光增透的双色介质膜，用于将半导体激光器LD(1)发射的808nm的光波转换为1064nm振荡激光，1064nm振荡激光通过第一偏振分光棱镜(4)后分成两束相互垂直的线偏振光p偏振光和s偏振光，p偏振光的光轴上依次设置有第一电光双折射输出耦合镜(5)，第一反射镜(7)，s偏振光的光轴上依次设置有第二电光双折射输出耦合镜(6)，第二反射镜(8)，第一反射镜(7)和第二反射镜(8)反射光光轴交界处之间设置有第二偏振分光棱镜(9)，且第一电光双折射输出耦合镜(5)在自聚焦透镜(2)的光轴方向上，第二电光双折射输出耦合镜(6)在垂直于自聚焦透镜(2)光轴的方向上，第一电光双折射输出耦合镜(5)通过导线与电压源Ⅰ(10)连接，第二电光双折射输出耦合镜(6)通过导线与电压源Ⅱ(11)连接；其中，第一电光双折射输出耦合镜(5)和第二电光双折射输出耦合镜(6)的材质均为LN晶体。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邢俊红，焦明星，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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