单纵模光参量振荡放大器及其自动锁定方法

摘要

本发明提供一种单纵模极窄带宽的超稳频可调谐高效率光参量振荡-放大器。该光参量激光器采用带种子光注入的固体激光器泵浦，振荡级使用环形腔结构设计，有连续稳定单纵模种子光注入，并且用程序自动控制腔长锁模；该光参量激光器可以输出单纵模（带宽<200MHz）的激光，能量转化效率最高接近40%，输出波长可覆盖430-3500nm（受种子光波长范围限制）范围，利用程序控制自反馈系统可实现激光器波长的稳定和种子光不跳模极限内的波长连续扫描。

主权项

一种单纵模光参量振荡放大器，其特征在于，在光路系统中包括：泵浦光半波片1：对应泵浦光波长，将入射的泵浦光调节至与非线性晶体匹配的偏振；缩束透镜对：由一个凸透镜和一个凹透镜组成，调节泵浦光大小至适合使用的非线性晶体的尺寸；分束镜：把缩束透镜对透射的光束分成两部分，一部分用以供光参量振荡OPO使用，另一部分供光参量放大OPA使用；环形腔：输入供OPO使用的这部分泵浦光，包括四个镜子M1，M2，M3，M4，镜子之间有非线性晶体，由步进马达控制，产生信号光和闲散光，信号光在环形腔中不断放大输出；楔形镜：透过大部分环形腔输出的信号光，反射出微量至光电探测器中供控制系统使用；半导体二极管激光器：在中央电脑的控制下输出连续种子光；一维整形棱镜对：对连续种子光进行整形，整形后的种子光通过高反镜反馈给镜子M2；输出光半波片：对应信号光波长，改变输出的信号光的偏振；泵浦光半波片2：接收供OPA使用的泵浦光，改变这部分光的偏振，并通过一组高反镜透射到合束镜；合束镜：使信号光和之前供OPA使用的泵浦光重合到一起；非线性晶体组：由多个非线性晶体构成，每个非线性晶体由一个步进马达控制，通过调整非线性晶体的角度来实现信号光的光参量放大；在控制系统中包括：压电陶瓷：置于镜子M4背面，通过压电陶瓷的电压控制镜子M4的进退以控制环形腔的腔长；中央电脑：用以对压电陶瓷进行自锁反馈控制；电压放大器：对中央电脑输出给压电陶瓷的电压信号进行放大；延时产生器：产生脉冲以触发中央电脑。