[发明专利]一种单块环形谐振腔激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及环形光路中两个方向的损耗不同，实现环形谐振腔单向输出的单块环形谐振腔激光器。

背景技术

在激光器领域，单向环形谐振腔激光器是单频激光器一种很好设计方案。常规环形谐振腔激光器的光学元件多、光路复杂，激光器的腔长不易控制，因此人们发明了单块非平面环形谐振腔激光器，如美国专利号为USP4,578,793的“单块非平面环形谐振腔激光器”，其主要特点是：仅采用单块Nd:YAG晶体制作成激光谐振腔，同时利用Nd:YAG作为磁光材料巧妙形成单向环形谐振腔激光器，其光路是非平面光路，作为激光器的光学器件加工难度大、要求精度高，难以形成大规模生产和低成本器件，因此限制了它作为高性能的激光器被广泛应用。另外，中国专利公开号CN 101132101A的“一种单块环形谐振腔激光器”专利申请的光路为三角形，光学器件加工相对较为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造工艺简单，成本低的单块环形谐振腔激光器。

为实现以上目的，本发明环形谐振腔激光器包括磁光增益介质和光学晶体元件，其中磁光增益介质设有一个入射面和三个反射面，其内部设有一个孔，使光线不能在两个相对面之间垂直传播，入射面镀偏振相关膜，对基波S分量高反，对P分量大部分透射，光学晶体元件设在环形光路上，设在磁光增益介质的反射面上。

在上述磁光增益介质的入射面上设有棱镜。

或者环形谐振腔激光器包括磁光增益介质和两个光学晶体元件，其中磁光增益介质设有一个入射面和三个反射面，其内部设有一个孔，使光线不能在两个相对面之间垂直传播，磁光增益介质的入射面上设有一个光学晶体元件，其连接面镀普通高反射膜，另一个光学晶体元件设在的环形光路上，设在磁光增益介质的反射面上。

上述设在磁光增益介质反射面上的光学晶体元件的光轴方向与垂直光线截面方向的夹角为θ，θ为光在磁光材料里的偏振方向旋转角度。

上述的反射面为平面或球形面，或者在反射面的环形光路上设球面镜。

又或者环形谐振腔结构包括普通棱镜、1/4波片、激光增益介和磁光玻璃或法拉第旋转器，其中普通棱镜设有一个入射面和三个反射面，其内部设有一个孔，使光线不能在两个相对面之间垂直传播，入射面镀偏振相关膜，对基波S分量高反，对P分量大部分透射，激光增益介与1/4波片相连，1/4波片设在环形光路上，设在普通棱镜的反射面上，1/4波片的光轴与光路截面的垂线方向形成夹角，磁光玻璃或法拉第旋转器设在环形光路上，设在普通棱镜的反射面上。

再或者环形谐振腔结构包括普通棱镜、1/4波片、激光增益介和磁光玻璃或法拉第旋转器，其中普通棱镜设有一个入射面和三个反射面，其内部设有一个孔，使光线不能在两个相对面之间垂直传播，入射面上设有一个光学晶体元件，其连接面镀普通高反射膜，激光增益介与1/4波片相连，1/4波片设在环形光路上，设在普通棱镜的反射面上，1/4波片的光轴与光路截面的垂线方向形成夹角，磁光玻璃或法拉第旋转器设在环形光路上，设在普通棱镜的反射面上。

上述的光学晶体元件为波片、对基波S分量高反和P分量大部分透射的PBS偏振膜、双折射晶体棱镜、双折射晶体平片、双折射晶体平片组、双折射楔角片、双折射楔角片组或者偏振片，是改变光的偏振状态的元件。

上述的波片、双折射晶体棱镜、双折射晶体平片、双折射晶体平片组、双折射楔角片、双折射楔角片组或偏振片采用激光增益介质基质晶体制作。

上述的波片首选是1/4波片，不能选用1/2波片或全波片。

本发明采用以上技术，利用光学晶体元件对环形光路中一个方向进行偏振损耗，实现激光的光路在一个平面内环行，光路简单、结构简单，构成环形光路的磁光增益介质或棱镜为方形，光学晶体元件为常规的光学器件，加工难度小，便于大规模生产，制造成本相对低。同时它们可以采用光胶或深化光胶胶合成一体，从而有很好的热稳定性和频率稳定性。

附图说明

现结合附图对本发明做进一步阐述：

图1是本发明环形谐振腔结构之一的示意图；

图2是本发明环形谐振腔结构之二的示意图；

图3是本发明环形谐振腔结构之三的示意图；

图4是本发明环形谐振腔结构之四的示意图；

图5是本发明环形谐振腔结构之五的示意图；

图6是本发明环形谐振腔结构之六的示意图；

图7是本发明环形谐振腔结构之七的示意图；

图8是本发明环形谐振腔结构之八的示意图。

具体实施方式