[其他]穩(wěn)定準(zhǔn)直的線偏振輸出激光器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87216562
• 申請(qǐng)日: 1987-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN87216562U
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范琦康;陸祖康;吳碧珍;陸國(guó)賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/08
• 分類號(hào): H01S3/08
• 代理公司: 浙江大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 陳禎祥

本發(fā)明屬于固體激光器技術(shù)領(lǐng)域。

激光振蕩器對(duì)光學(xué)諧振腔的兩反射鏡的平行度有極高的要求。輕微的失調(diào)就會(huì)導(dǎo)致激光輸出功率急驟下降，甚至?xí)Ｖ拐袷帯＿@就使得某些固體激光器在野外使用，或在強(qiáng)烈振動(dòng)、大幅度溫度變化的環(huán)境下使用發(fā)生困難。為了解決這一困難，美國(guó)專利U.S.392421提出了用兩屋脊棱鏡構(gòu)成光學(xué)諧振腔的方法，但此方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用不方便。

本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)造一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)光學(xué)諧振腔反射鏡機(jī)械失調(diào)不靈敏，可以在強(qiáng)烈振動(dòng)和大幅度變化環(huán)境中獲得穩(wěn)定激光輸出功率的激光器；激光束為線偏振光。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)方案中采用一塊角隅棱鏡作為折光器構(gòu)成折疊式光學(xué)諧振腔（見圖1）。此諧振腔的兩塊反射鏡（全反射鏡及部分反射鏡）是在同一塊玻璃基板上分區(qū)鍍以不同反射率的膜而構(gòu)成（見圖1）。因此在任何情況下光學(xué)諧振腔的兩反射鏡總是在一個(gè)平面上，在光學(xué)上相當(dāng)于這兩塊反射鏡總是保持平行。因此保證了這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)諧振腔在強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)下是穩(wěn)定的。光束通過角隅棱鏡三個(gè)互相正交的全反射面后，一般情況下光束的偏振態(tài)將發(fā)生變化。本發(fā)明人經(jīng)分析計(jì)算后證明，存在兩個(gè)互相垂直的特定偏振方向。當(dāng)入射光束的線偏振方向沿上述兩個(gè)特定方向之一時(shí)，經(jīng)角隅棱鏡后的反射光仍為線偏振光（入射光束的特定線偏振方向和反射光相應(yīng)的偏振方向見圖2所示）。而且，此線偏振光經(jīng)反射鏡反射，沿原光路返回，再次經(jīng)過角隅棱鏡反射時(shí)，其光束的線偏振方向恢復(fù)到最初入射光的偏振方向。因此激光器光學(xué)諧振腔內(nèi)的光束在振蕩過程中保持線偏振光，故可以采用電光調(diào)Q技術(shù)。但由于實(shí)際上存在加工誤差致使光學(xué)諧振腔內(nèi)各光學(xué)元件（如激光棒、調(diào)Q晶體、起偏器）的兩端面并非嚴(yán)格平行。因此造成射到光學(xué)諧振腔兩塊反射鏡上的光束并非嚴(yán)格平行，即光學(xué)諧振腔并非嚴(yán)格準(zhǔn)直。這就會(huì)使激光功率下降。為了解決此問題，本發(fā)明采用了一個(gè)光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器（見圖3）。光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器是由兩塊相同的楔板構(gòu)成。楔板的楔角在1～3°范圍內(nèi)。兩塊楔板可以以光線為軸旋轉(zhuǎn)。可以一塊單獨(dú)旋轉(zhuǎn)、也可以兩塊一起旋轉(zhuǎn)，以此來補(bǔ)倘徑向和切向角誤差。此光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器對(duì)機(jī)械振動(dòng)等引起的角度失調(diào)是極不敏感的。

本發(fā)明激光器的輸出性能非常穩(wěn)定。激光器經(jīng)過強(qiáng)烈振動(dòng)或大幅度溫度變化仍能保持光學(xué)諧振腔的良好準(zhǔn)直狀態(tài)，故輸出功率無明顯下降。

附圖說明：

圖1為激光器總體裝置的示意圖。

圖2為角隅棱鏡的正視圖。

圖3為光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器的示意圖。

圖4為光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器的一塊楔板旋轉(zhuǎn)時(shí)透射光束方向的變化。

圖5為光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器的兩塊楔板一起旋轉(zhuǎn)時(shí)光束方向的變化。

圖6為逆著光束方向觀察光束的端視圖。

參照附圖說明實(shí)施例：

如圖1所示，激光棒（1）與閃光燈（2）共置于聚光腔（3）內(nèi)，（4）為角隅棱鏡，（5）為起偏器，起偏器的起偏方向應(yīng)沿著角隅棱鏡的特定偏振方向（19）或（21），（6）為電光調(diào)Q晶體，（7）為光學(xué)準(zhǔn)直補(bǔ)倘器，補(bǔ)倘器的作用是補(bǔ)倘光學(xué)諧振腔內(nèi)光學(xué)元件（包括激光棒（1）、起偏器（5）、調(diào)Q晶體（6））兩端面的不平行性所引起的光束偏折。通過所有光學(xué)元件（激光棒（1）、角隅棱鏡（4）、起偏器（5）、調(diào)Q晶體（6）及補(bǔ)倘器（7））的光束（12）與原光束（11）保持嚴(yán)格平行。補(bǔ)倘方法是通過旋轉(zhuǎn)補(bǔ)倘器的兩塊楔板來進(jìn)行的。如圖3所示兩塊楔板（31）和（32）可以繞光束（28）旋轉(zhuǎn)。楔板（32）可以單獨(dú)旋轉(zhuǎn)，也可以與楔板（31）一起旋轉(zhuǎn)。光束通過楔形板（31）后方向發(fā)生偏折（偏折后光束為（29））通過楔形板（32）后再次發(fā)生偏折，總偏折是兩者的合成。光束（30）為經(jīng)過兩次偏折后的光束。透過補(bǔ)倘器后的光束偏折情況如圖4和圖5所示。圖4表示楔形板（31）不動(dòng)，楔形板（32）旋轉(zhuǎn)時(shí)透射光束方向變化的情況。圖5表示兩塊楔形板一起旋轉(zhuǎn)時(shí)透射光束的變化情況。圖4和圖5中的（33）、（34）和（35）分別表示入射光方向（圖3中的（28））、兩塊楔板間光束的方向（圖3中的（29））和透射光方向（圖3中的（30））。