专利名称：激光光参量同步放大装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种仪器，特别是激光光参量同步放大装置的技术领域。
光参量放大器是一种新型的宽调谐皮秒脉冲相干光源，它的调谐范围远远超过染料激光，是皮秒脉冲染料激光器的有竞争力的相干光源。已有光参量放大器通常采用双晶体方案。当泵浦光通过第一块晶体时，产生参量荧光，然后参量光与泵浦光进入第二块晶体，从而获得放大后的参量光输出。这种方案其光路中不能加入压窄线宽的色散元件，不为获得窄线宽输出，其泵光能量也不易有效地分配，不能获得高效率运转。而且没有给出同步机构。
经1991年中国科学技术情报所国际联机检索结果如下1、03679249＃题目由参量放大在BBD晶体中产生强可调谐PS脉冲。(学术文章)西德Munchen大学(1990年，Appl.phys.B.)区别点用参量放大来自染料的自发辐射荧光。
缺点需要加入染料放光部分。
2、03229226＃题目在BBD中宽调参量产生。
美国杜帮公司、福建物构所(1988年，Appl.Dpt)缺点只是从理论上计算了有关相位匹配，观察到参量荧光，没有做成器件。
通过上述检索文献可以看出，还没有一种参量放大装置在一块晶体中获得参量荧光后，再通过同一块晶体返馈放大，也没有一种简易精密机械传动装置能够同时、同步转动调整若干块晶体。
本实用新型的目的是在于克服上述已有技术的缺点和不足，研制出一种由全新的、全固化、宽调谐范围、高能量输出、窄线宽的可调谐激光器和精密消回差机械传动部分组成的光参量同步放大装置。该装置调谐方便，结构简单，使多块晶体能精密的同步正、反向传动。
激光光参量放大过程是单一泵浦光束激发非线性晶体由参量荧光引起的噪声光子的放大过程，是参量超荧光产生过程和以参量超荧光为种子光注入到非线性光学晶体中得到小信号放大过程的统一，我们采用“OPG＋OPA”方案，“OPG”过程称为参量超荧光过程即当一单一频率的激光束(泵浦光)通过非线性光学晶体时，由于光学混频效应将产生另外两个频率的光子信号光和闲置光；“OPA”过程为参量放大过程；即泵浦光和信号光、闲置光相互作用，将能量转移给信号光的过程。并且，当改变非线性光学晶体的角度时，信号光和闲置光的频率也将改变，所以我们可以通过调节晶体相对泵浦光的角度，得到频率不同的输出激光，如用YAG激光的三倍频(355nm)作为泵浦光，可产生从410nm到2640nm的调谐激光输出，即在一块非线性光学晶体上产生参量超荧光并反馈放大，再通过另几个晶体进行多次放大；用色散元件压窄激光线宽；用精密无回差钢丝连动机械传动部分，实现多块晶体间的同步转动，并自动保持输出光位置在激光波长扫描时固定不变；用微机控制光参量放大器输出，激光波长的扫描。
本实用新型实现了宽调谐范围内的高转换效率、窄线宽及高能量的激光参量放大输出，且整个装置光、机、电、有机结合在一起，特别是精密无回差钢丝连接机械传动部分使本装置调谐方便，实现了多块晶体的精密同步正、反向传动，而且回差小。
激光光参量放大部分的结构为M1(1)和P1(4)的结构位置在同一条轴线上，M2(2)、M3(3)、P1(4)的结构位置在同一条轴线上，M1(1)、L3(12)、M23(16)的结构位置在同一条轴线上，M3(3)、L2(11)、M22(15)的位置在一条轴线上，M2(2)、L1(10)、M21(14)的位置在一条轴线上，P2(5)、C(Ⅲ)(9)、M21(14)、CⅡ)(8)、M22(15)、M23(16)、C(Ⅰ)(7)、M24(17)、G(6)的结构位置在同一条轴线上，M24(17)和M2(13)的结构位置在同一条轴线上。
精密无回差钢丝连接机械传动部分的结构为用螺钉将钢丝根据转动的方向固定在每个转台Ⅰ(18)、Ⅱ、(19)Ⅲ、(20)的一个点上，弹簧(22)的一端固定在转台Ⅰ(19)(与固定钢丝为同一点)上。每个转台固定在轴承上，可绕各轴承的中轴线自由转动，转台Ⅲ(20)转台Ⅱ(19)，转台Ⅰ(18)的中心在同一轴线上。传动过程是微机控制步进电机转动光栅G(6)的同时驱动转台Ⅲ(20)(与步进电机相连)，由于转台Ⅲ(20)的转动，使钢丝同时带动转台Ⅱ(19)、转台Ⅰ(18)达到精密同步的转动，使得晶体的调谐快速、简便、准确，转台Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ转动的范围为±20度。
以下结合附
图1至附图2所表示的实施例对本实用新型进行详细描述。
附图1是本实用新型的激光放大部分的结构图，其中，1－泵光45°部分反射镜M1。2－泵光45°全反射且参量透过镜M2。3－泵光45°部分反射镜M3。4－直角棱镜P1。5－直角棱镜P2。6－光栅G。7－晶体C(Ⅰ)。8－晶体C(Ⅱ)。9－晶体C(Ⅲ)。10－望远镜L1。11－望远镜L2。12－望远镜L3。13－泵光90°垂直全反射镜M′2。14－泵光45°全反射且参量光透过镜M21。15－泵光45°全反射且参量光透过镜M22。16－泵光45°全反射且参量光透过镜M23。17－泵光45°全反射且参量光透过镜M24。
附图2是本实用新型的精密无回差钢丝连接机械传动部分的结构图，其中18－转台Ⅰ。19－转台Ⅱ。20－转台Ⅲ。21－钢丝。22－弹簧。
本实用新型的工作过程是用Nd，YAG激光PS的三倍频3550A作为泵浦光源；经反射镜M1(1)分一部分光通过望远镜L1至L3后泵浦第一块BBO晶体C(Ⅰ)(7)，产生参量超荧光(OPG)经光栅G(6)压窄线宽后反向再次通过C(Ⅰ)(7)，进行第一次参量放大(OPA)；然后再依次通过第二块BBO晶体C(Ⅱ)和第三块BBO晶体(8)C(Ⅲ)(9)进行第二次、第三次参量放大，参量放大时泵光也同时(等光程)注入晶体；最后由棱镜P2(5)将参量光导出机箱。其中，棱镜P1(4)和M2(2)、M21(14)、M22(15)、M23(16)、M24(17)可左右(上下)平移以调节泵光光程提高参量放大效率；两个望远镜L1(10)和L2(11)可压缩泵光使其功率密度升高以提高输出效率。
控制技术上采用微机控制步进电机来精密转动光栅G(6)使得输出激光波长进行扫描，并同时驱动第一块BBO晶体C(Ⅰ)(7)使其角度与参量光波长区配以保证高效率的参量放大；用精密无回差钢丝连接机械传动部分使第二块BBO晶体C(Ⅱ)(8)相对C(Ⅰ)(7)同步反向转动、而第三块BBO晶体C(Ⅲ)(9)相对C(Ⅰ)(7)，同步同相转动，达到同步(等转角)正、反向转动的目的。
权利要求1.一种激光光参量放大装置，包括泵光45°部分反射镜M1(1)和M3(3)，泵光45°全反射镜且参量透过镜M2(2)、M21(14)、M22(15)、M23(16)、和M24(17)，直角棱镜P1(4)和P2(5)，光栅
(6)，晶体C(Ⅰ)(7)、C(Ⅱ)(8)和C(Ⅲ)(9)，望远镜L1(10)、L2(11)、和L3(12)，泵光90°垂直全反射镜M′2(13)，由转台Ⅰ(18)，转台Ⅱ(19)，转台Ⅲ(20)，钢丝(21)，弹簧(22)组成，其特征在于M1(1)和P1(4)的结构位置在同一条轴线上，M2(2)、M3和P1(4)的结构位置在同一条轴线上，M1(1)、L3(12)、M23(16)的结构位置在同一条轴线上，M3(3)、L2(11)、M22(15)的结构位置在同一条轴线上，M2(2)、L1(10)和M21(14)的结构位置在同一条轴线上，P2(5)、C(Ⅲ)(9)、M21(14)、C(Ⅱ)(8)、M22(15)、M23(16)、C(Ⅰ)(7)、M24(17)、G(6)的结构位置在同一条轴线上，M24(17)和M2(13)的结构位置在同一条轴线上，转台Ⅲ(20)、转台Ⅱ(19)、转台Ⅰ(18)的中心在同一轴线上，每个转台都固定在各自的轴承上并可绕各自轴承的中轴线自由转动，将钢丝(21)用锣钉根据转动方向的需要与转台固定，转台Ⅰ(18)上的锣钉同时与弹簧(22)的一端连接，转台Ⅲ(21)与微机控制的步进电机相连接。
2.根据权利要求1的所述的装置，其特征在于非线性光学晶体的材料除了BBO晶体CⅡ(7)、CⅡ(8)、CⅢ(9)外，还可用LBO晶体，KTP晶体，KNbO3晶体等。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于装置中的色散元件不仅可用光栅G(6)，还可用棱镜组或双折射滤光片。
专利摘要本实用新型涉及一种激光光参量同步放大装置，其特征在于用一块非线性光学晶体上产生参量超荧光并反馈放大，再通过另外的晶体进行多次放大，用色散元件压窄线宽，实现了宽调谐范围、高转换效率、窄线宽、全固化的激光光参量放大器，特别是精密无回差钢丝连接机械传动部分，结构简单，调谐方便，精密度高，同步性能好，回差小，实现了多块晶体间的精密同步正、反向传动。
文档编号H01S3/00GK2158144SQ9320045
公开日1994年3月2日 申请日期1993年1月16日 优先权日1993年1月16日
发明者邓道群 申请人:中国科学院物理研究所