一种快速调谐输出波长的硒镓钡光学参量振荡器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种光学参量振荡器。
【背景技术】
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[0002]可调谐输出波长的中红外3-5微米波段激光在生物医疗、光谱学、大气探测、光电对抗等领域有着重要的应用。在生物医疗领域，该波段的光源是研究蛋白质折叠动力学、生物分子识别、高精度微创手术、激光雷达探测等的重要工具。同时，利用该波段激光对各气体分子的特征吸收谱线，还能将其用于衡量气体检测、大气探测及呼出气体的医疗诊断。光参量振荡器是产生中红外激光的有效途径，主要的输出波长调谐方式为旋转非线性晶体角度和调整非线性晶体温度，这两种方式分别存在容易导致非线性晶体损伤和调谐速度慢的问题。
【发明内容】
[0003]本发明是要解决目前的光参量振荡器的两种输出波长调谐方式旋转非线性晶体角度和调整非线性晶体温度分别存在容易导致非线性晶体损伤和调谐速度慢的技术问题，而提供一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器。
[0004]本发明的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器是由栗浦源1、光学隔离器2、声光调制器3、0P0输入镜IBaGa4Se7晶体5、0P0输出镜6和滤光片7组成；
[0005]沿栗浦源I的输出光束方向依次放置栗浦源1、光学隔离器2、声光调制器3、0P0输入镜4、BaGa4Se7晶体5、OPO输出镜6和滤光片7 ； OPO输入镜4、OPO输出镜6和BaGa4Se7晶体5的通光面均相互平行，OPO输入镜4的通光面垂直于栗浦源I的输出光束方向；滤光片7的法线方向与光轴成45°。
[0006]晶体光轴是光在各向异性的晶体中传播不产生双折射现象的方向。
[0007]本发明利用砸镓钡(BaGiuSe7)晶体对相位匹配角敏感的特性，实现输出波长的快速调谐。本发明中光学隔离器2的作用是防止栗浦反馈，声光调制器3的作用是偏转栗浦光的入射角度，OPO输入镜4和OPO输出镜6组成OPO谐振腔，滤光片7的作用是滤除剩余的栗浦光。栗浦源I输出的栗浦光通过光学隔离器2后，进入到声光调制器3，经声光调制器3偏转方向后的栗浦光再入射到OPO输入镜4，再入射到BaGa4Se7晶体5后产生参量光，产生的参量光在OPO谐振腔内振荡从而使能量放大，从OPO输出镜6输出激光，再通过滤波片7滤除剩余的栗浦光，保留所需的中红外激光。本发明通过调整施加在声光调制器3的射频功率大小，来改变从声光调制器3出射光的角度，从而改变BaGEt4Se7晶体5的光轴与入射光束的夹角，实现输出波长的调谐。产生的参量光在OPO谐振腔内振荡从而使能量放大，从输出镜6输出，再通过滤光片7滤除剩余的栗浦光，保留中红外激光。
[0008]发明优点:
[0009]本发明无需机械器件和温度控制即可实现快速的输出波长调谐，避免了旋转非线性晶体调谐方式带来的晶体损伤问题，也避免了温度控制方式带来的波长调谐慢问题，声光调制器调谐入射光角度具有快速、稳定的优点。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器的示意图，I为栗浦源、2为光学隔离器、3为声光调制器、4为OPO输入镜、5为BaGa4Se7晶体、6为OPO输出镜，7为滤光片，箭头为光束传播方向。
【具体实施方式】
[0011 ]【具体实施方式】一:结合图1，本实施方式为一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，具体是由栗浦源1、光学隔离器2、声光调制器3、OPO输入镜4、BaGa4Se7晶体5、OPO输出镜6和滤光片7组成；
[0012]沿栗浦源I的输出光束方向依次放置栗浦源1、光学隔离器2、声光调制器3、0P0输入镜4、BaGa4Se7晶体5、OPO输出镜6和滤光片7 ； OPO输入镜4、OPO输出镜6和BaGa4Se7晶体5的通光面均相互平行，OPO输入镜4的通光面垂直于栗浦源I的输出光束方向；滤光片7的法线方向与光轴成45°。
[0013]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一的不同点是:所述的栗浦源I为调Q运转2.09微米固体激光器，并且输出激光为线偏振，偏振方向垂直于栗浦源I的输出光束方向和BaGa4Se7晶体5的光轴构成的平面，脉冲重复频率10Hz?100000Hz，脉冲宽度10?100ns。其他与【具体实施方式】一相同。
[0014]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二的不同点是:所述的光学隔离器2的两个端面镀有2.09微米增透膜。其他与【具体实施方式】一或二相同。
[0015]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三的不同点是:所述的声光调制器3的两个端面镀有2.09微米增透膜。其他与【具体实施方式】一至三相同。
[0016]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四的不同点是:所述的0P0输入镜4的两个端面镀有对2.09微米栗浦光透过率>97 %的介质膜，并且0P0输入镜4靠近BaGa4Se7晶体5的端面镀有对参量光反射率大于99%的介质膜。其他与【具体实施方式】一至四相同。
[0017]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五的不同点是:所述的BaGa4Se7晶体5的长度为40mm，且BaGa4Se7晶体5的两个端面镀有对栗浦光透过率和参量光透过率均大于99%的介质膜。其他与【具体实施方式】一至五相同。
[0018]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六的不同点是:所述的0P0输出镜6的两个端面镀有对2.09微米栗浦光透过率大于97%的介质膜，并且0P0输出镜6靠近BaGa4Se7晶体5的端面镀有对参量光透射率为50%的介质膜。其他与【具体实施方式】一至六相同。
[0019]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七的不同点是:所述的滤光片7靠近输出镜6的端面镀有对2.09微米栗浦光反射率>99%的介质膜，并且滤光片7的两个端面镀有对参量光透射率大于99%的介质膜。其他与【具体实施方式】一至七相同。
【主权项】
1.一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器是由栗浦源(I)、光学隔离器(2)、声光调制器(3)、0P0输入镜(4)、BaGa4Se7晶体(5)、OPO输出镜(6)和滤光片(7)组成； 沿栗浦源(I)的输出光束方向依次放置栗浦源(I)、光学隔离器(2)、声光调制器(3)、OPO输入镜(4)、BaGa4Se7晶体(5)、OPO输出镜(6)和滤光片(7); OPO输入镜(4)、OPO输出镜(6)和BaGa4Se7晶体(5)的通光面均相互平行，OPO输入镜(4)的通光面垂直于栗浦源(I)的输出光束方向；滤光片(7)的法线方向与光轴成45°。2.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的栗浦源(I)为调Q运转2.09微米固体激光器，并且输出激光为线偏振，偏振方向垂直于栗浦源(I)的输出光束方向和BaGa4Se7晶体(5)的光轴构成的平面，脉冲重复频率10Hz?100000Hz，脉冲宽度10?100ns。3.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的光学隔离器(2)的两个端面镀有2.09微米增透膜。4.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的声光调制器(3)的两个端面镀有2.09微米增透膜。5.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的0P0输入镜(4)的两个端面镀有对2.09微米栗浦光透过率>97 %的介质膜，并且0P0输入镜(4)靠近BaGa4Se7晶体(5)的端面镀有对参量光反射率大于99%的介质膜。6.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的BaGa4Se7晶体(5)的长度为40mm，且BaGa4Se7晶体(5)的两个端面镀有对栗浦光透过率和参量光透过率均大于99%的介质膜。7.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的0P0输出镜(6)的两个端面镀有对2.09微米栗浦光透过率大于97%的介质膜，并且0P0输出镜(6)靠近BaGa4Se7晶体(5)的端面镀有对参量光透射率为50 %的介质膜。8.根据权利要求1所述的一种快速调谐输出波长的砸镓钡光学参量振荡器，其特征在于所述的滤光片(7)靠近输出镜(6)的端面镀有对2.09微米栗浦光反射率>99%的介质膜，并且滤光片(7)的两个端面镀有对参量光透射率大于99 %的介质膜。
【专利摘要】一种快速调谐输出波长的硒镓钡光学参量振荡器,涉及一种光学参量振荡器。本发明是要解决目前的光参量振荡器的两种输出波长调谐方式旋转非线性晶体角度和调整非线性晶体温度分别存在容易导致非线性晶体损伤和调谐速度慢的技术问题。本发明是由泵浦源、光学隔离器、声光调制器、OPO输入镜、BaGa4Se7晶体、OPO输出镜和滤光片组成；沿泵浦源的输出光束方向依次放置泵浦源、光学隔离器、声光调制器、OPO输入镜、BaGa4Se7晶体、OPO输出镜和滤光片；OPO输入镜、OPO输出镜和BaGa4Se7晶体的通光面均相互平行，OPO输入镜的通光面垂直于泵浦源的输出光束方向。本发明应用于中红外激光技术领域。
【IPC分类】H01S3/094, H01S3/101
【公开号】CN105633777
【申请号】CN201610121502
【发明人】段小明, 姚吉勇, 姚宝权, 王月珠, 吴以成
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月3日